Slim en flexibel bouwen 24 Artikel Flexibiliteit van gebouwen is al jaren een actueel onderwerp. In het huidige klimaat van stagnatie in de bouwsector is de aandacht voor flexibel ge- bouwgebruik sterk opgeleefd. Gebouwen die gedurende hun levensduur de gebruiker beter kunnen dienen en meerdere functies kunnen herber- gen, zullen langer hun gebruikswaarde behouden. Dit brengt economisch voordeel met zich mee, maar vormt ook, geheel in lijn met Slimbouwen, een belangrijk uitgangspunt voor duurzaamheid. Beperkte houdbaarheid De eisen die door gebruikers aan gebouwen worden gesteld, zijn continu aan verandering onderhevig. Gebouwen moeten technisch worden uitge- rust om op termijn aan deze eisen te kunnen beantwoorden. Flexibele gebruiksmogelijkheden bieden dan uitkomst. Het is echter moeilijk om al tijdens de ontwerpfase van het gebouw te beoordelen op welke wijze op termijn veranderingen wenselijk zijn. Ingebouwde flexibiliteitsmaatregelen bereiken daardoor in de praktijk niet altijd het beoogde doel, waardoor het risico bestaat dat een gebouw voortijdig toch niet meer functioneel is. Gebruikerseisen zijn leidend Veranderingen van eisen zijn aan de orde voor alle gebruiksfuncties en daarmee voor alle typen gebouwen. Om de bouwtechniek hierop af te stemmen, is kennis over de aard en frequentie van noodzakelijke wijzigin- gen onontbeerlijk. Het blijkt dat de verhuisredenen voor woonconsumenten voor een groot deel debet zijn aan het prestatieniveau van de woonruimte. Ook kantoor- gebruikers voeren de ruimtelijke en functionele kwaliteit aan als verhuisar- gument. Daarnaast is er een toenemende behoefte aan be?nvloedbaarheid op de ruimte-indelingen en het ruimtegebruik door de gebruiker zelf. Veranderingstypologie?n De aard en frequentie van gewenste gebouwaanpassingen lopen sterk uiteen. Praktijkinformatie en literatuur zijn als leidraad gemaakt in de vorm van veranderingstypologie?n om grip te krijgen op verschuivingen in het gebouwgebruik en de gewenste kwaliteit. In tabel 1 worden de veranderingstypologie?n toegelicht, waarin een onderscheid wordt ge- maakt in de wijze van verandering, de veranderingstermijn en de ken- merkende bouwtechnische aspecten van de verandering. Er kan met Aanpasbaarheid van de draagstructuur I Slim en flexibel bouwen 1 Het proefschrift `Aanpasbaarheid van de draagstructuur ? Veranderbaarheid van de drager op basis van gebruikerseisen in het kader van Slimbouwen' (Gijsbers, R, 2011, TU Eindhoven) is te downloaden via http://alexandria.tue.nl/extra2/723151.pdf. Aan de TU Eindhoven is de afgelopen jaren onderzocht1 op welke wijze flexibiliteit en aanpasbaarheid doelge- richt ge?ntegreerd kunnen worden in de bouwtechniek. In het onderzoek is speciale aandacht voor de draag- structuur, die in grote mate bepalend is voor de ruimte- lijke kwaliteit van het gebouw, maar ook voor de economische en milieutechnische consequenties van ontwerpkeuzes. In twee artikelen worden de belangrijk- ste bevindingen uit het onderzoek uiteengezet. Een herbezinning op flexibel bouwen wordt in dit artikel gepresenteerd. Slim en flexibel bouwen 25 Artikel Dr.ir. Roel Gijsbers, faculteit Bouwkunde, TU/e Tabel 1. Categorisering van veranderingstypologie?n naar toepasbare vorm van gebruiksflexibiliteit TYPOLOGIE VAN VERANDERING RUIMTELIJKE FLEXIBILITEIT FUNCTIONELE FLEXIBILITEIT Termijn Inrichtingsflexibiliteit Indelingsflexibiliteit Verkavelingsflexibiliteit Volumeflexibiliteit Polyvalentie Opwaarderingsflexibiliteit Functieneutraliteit 0j Trends dagelijks 1j Ruimtebestemming binnen functiegroep 1 jaar 5j Ruimtelijke indeling binnen functiegroep 5 jaren 5j Upgrade afwerkingsniveau 5 jaren 5-10j Wijziging Gebruiksfunctie 5-10 jaren 15j Upgrade comfortniveau 15 jaren 15j Functionele en ruimtelijke herziening 15 jaren 30j Technische vernieuwing 30 jaren Veranderingstypologie?n De veranderingstypologie?n zijn ge?llustreerd met behulp van een fictieve plattegrond, waarin de veranderingen in ruimtelijk gebruik (gebogen pijlen) en de wijziging van verschillende technische componenten worden aangegeven (rood). De gevel is in de voorbeelden niet meegenomen vanwege het beperkte effect op de ruimtelijke kwaliteit. Deze zal in principe alleen in geval van een technische vernieuwing, dus na circa 30 jaar, worden aangepast. Het aantal jaar geeft de gemiddelde veranderingsfrequentie weer. Slim en flexibel bouwen 26 Artikel behulp van deze typologie?n worden bepaald op welke termijn een ver- andering globaal mag worden verwacht en wat dit kan betekenen voor de gebruiker ?n de bouwtechniek. De typologie?n zijn strikt gescheiden om de oorzaken en verschillen te defini?ren, maar zullen in de praktijk ook gelijktijdig optreden. Flexibiliteit Flexibiliteit is een veelomvattend begrip, dat in de vakliteratuur vele ver- schillende benamingen, maar vele overeenkomstige betekenissen heeft. Dit kan bij ontwerpers voor verwarring zorgen. Met behulp van de be- staande termen en beschrijvingen uit de literatuur wordt nu een heldere ordening ge?ntroduceerd, waarvan de definities sluitend zijn. Om de ver- schillende flexibiliteitsvormen meer concreet te maken, zijn tevens de ont- werpkenmerken in kaart gebracht die nodig zijn om een bepaalde vorm van flexibel gebouwgebruik in de praktijk te realiseren. Voor het verlengen van de gebouwlevensduur is vooral de flexibiliteit tij- dens de gebruiksfase van een gebouw van belang. Daarom wordt gefo- cust op de gebruiksflexibiliteit en niet op procesflexibiliteit. Procesflexibili- teit is vooral van betekenis tijdens de ontwerp- en bouwfase. Bekende voorbeelden hiervan zijn onder andere een grote mate van keuzevrijheid in het ontwerp voor de (eerste) gebruiker, en de mogelijkheid tot het nemen van ontwerpbeslissingen tot laat in het uitvoeringsproces. Gebruiksflexibiliteit Gebruiksflexibiliteit kan worden omschreven als `het vermogen van een gebouw om tijdens de gebruiksfase ruimtelijke en/of functionele verande- ringen te ondergaan, afgestemd op specifieke gebruikerseisen'. Hierin wordt de volgende onderverdeling gemaakt: Ruimtelijke flexibiliteit: maatregelen voor veranderingen in en aan de ruimte; Functionele flexibiliteit: maatregelen voor veranderingen aan de gebruiks- functie van een ruimte. Binnen de ruimtelijke flexibiliteitsvormen is onderscheid te maken tussen de varianten waarbij het gebouwvolume gelijk blijft of die het gebouwvo- lume wel be?nvloeden, bijvoorbeeld door het aantal vierkante meters te vergroten met een optopping of een aanhangmodule. Een ander belangrijk verschil is de mate waarin ruimtegrenzen worden gewijzigd. Bij de functio- nele flexibiliteitsvormen liggen de verschillen op het vlak van veranderings- termijn en de mate waarin een bouwkundige ingreep noodzakelijk is. Met de reeds beschreven informatie is het al mogelijk om grofweg een uitspraak te doen over het soort gebruiksflexibiliteit dat het beste past bij een bepaalde verandering. Een overzicht hiervan wordt in tabel 1 getoond. Het is echter nog niet duidelijk welke gebruikerseisen een bepaalde veran- deringsbehoefte triggeren, en in welke mate en op welke wijze de verschil- lende gebouwonderdelen deze gewenste wijziging technisch kunnen faci- literen. Aanpasbaarheid Gebruiksflexibiliteit heeft betrekking op gebouwgebruik en niet direct op de bouwtechniek. Het is immers voor de gebruiker niet direct van belang h?e zijn eisenveranderingen worden ingevuld, ?ls ze maar worden inge- vuld. Daarnaast is flexibel gebruik ook te realiseren zonder additionele technieken, bijvoorbeeld door het toepassen van grote overspanningen die de vrije indeelbaarheid vergroten. Aanpasbaarheid is het technisch hulpmiddel dat flexibel gebouwgebruik kan faciliteren en wordt gedefinieerd als `het vermogen van een gebouw- onderdeel om blijvend fysieke veranderingen te kunnen ondergaan ten dienste van de gebruiksflexibiliteit, zonder of met slechts kleine gevolgen voor de overige gebouwonderdelen'. Een aanpassing is dus omkeerbaar en wordt bij voorkeur met minimale middelen gerealiseerd. Aanpasbaar- heid is er in vele vormen, zoals onder andere verplaatsbaarheid, verwijder- baarheid, vervangbaarheid en opwaardeerbaarheid. In totaal zijn er elf vormen van aanpasbaarheid ge?dentificeerd. Gebouw in lagen Een gebouw kan worden beschouwd als een samenstelling van technisch en functioneel verschillende lagen. Bij Slimbouwen worden, in volgorde van assemblage op de bouwplaats, de volgende lagen onderscheiden: draagstructuur, gebouwschil, installaties en afbouw. De technische levens- duur van deze gebouwlagen neemt af in dezelfde volgorde (zie figuur). Door in de juiste gebouwlaag aanpasbaarheid in te bouwen, is het moge- lijk om op termijn de eigenschappen ervan te veranderen, zodat aan een verandering in gebruikerseisen kan worden voldaan. De volgorde en wijze van monteren ? bij voorkeur droog, demontabel en bereikbaar ? spelen een cruciale rol bij de inspanning die nodig is om een aanpassing te reali- seren. Een praktijkscan heeft uitgewezen dat aanpasbaarheid vooral wordt toe- gepast in de gebouwlagen die laat in het bouwproces worden aange- bracht, zoals de afbouwonderdelen en de gebouwinstallaties. Daarnaast zijn de oplossingen zelden ?cht aanpasbaar. Vaak zijn verbindingen niet omkeerbaar en belandt een groot gedeelte van het aangepaste onderdeel alsnog op de afvalhoop. Denk hierbij bijvoorbeeld aan `flexibele' binnen- De technische levensduur van de onderdelen binnen de gebouwlagen uit het Slimbouwen montageproces, waarin de montagevolgorde wordt bepaald door de technische levensduur. Slim en flexibel bouwen 27 Artikel wandsystemen, die vrij te plaatsen zijn, maar meestal moeilijk verwijder- baar en herbruikbaar. Gerichte toepassing Extra techniek maakt een gebouw duurder. Althans, dat is het heersende beeld in de bouwwereld. Het is daarom des te belangrijker dat aanpas- baarheidstechnieken worden toegepast op de juiste plek en dat ze op het juiste moment kunnen worden geactiveerd, zodat niet het hele gebouw hoeft te worden aangepakt. Dit minimaliseert de extra initi?le kosten. Wan- neer vervolgens de functionele ?n economische levensduur van het ge- bouw substantieel kunnen worden verlengd omdat het eenvoudig kan worden aangepast aan toekomstige eisen, is de eventuele extra investe- ring snel terugverdiend. Voor een gerichte ingreep is het de kunst om te kunnen voorspellen waar aanpasbaarheid op termijn wenselijk is. Om dit te achterhalen komt de eindgebruiker weer in beeld; die bepaalt immers hoe het gebouw wordt gebruikt. In het onderzoek is daarom veel aandacht geschonken aan de vertaling van gebruikerseisen naar technische gebouwprestaties. Dit is een relatief complex verhaal dat in het proefschrift uitvoerig is beschreven. In de basis is het zo dat ??n specifieke gebruikerseis kan worden vervuld door een samenspel van een groot aantal technische kwaliteiten. Inzicht hierin is essentieel voor het kiezen van een effectieve aanpasbaarheidsmaatregel. Het is noodzaak om orde te scheppen in de wirwar van gebruikerseisen en aanverwante technische prestaties. Met behulp van methoden uit de in- dustri?le productontwikkeling ? waar luisteren naar de klant veel gebruike- lijker is ? kunnen de prioriteiten voor gebruikers worden aangemerkt. Door vervolgens hierop te focussen is de oplossingsrichting bloot te leggen en kan worden gezocht naar optimale inbedding in het technische systeem van het gebouw. Het heeft daarbij de voorkeur om de technische en func- tionele afhankelijkheid tussen gebouwonderdelen onderling te minimalise- ren. Een belangrijk uitgangspunt daarbij is de montagevolgorde, het func- tionele onderscheid van gebouwlagen. CSA-methode In de bouwsector bestaat momenteel geen instrument waarmee de meer- waarde van gebruiksflexibiliteit voor de functionele levensduur van het ge- bouw kan worden getoetst. Keuzes worden nu vooral gemaakt op basis van inzicht van de ontwerper. Toetsing volgt daarna in de praktijk. De kans op falen (lees: voortijdige disfunctionaliteit) is dan relatief groot, omdat ge- bruikerstevredenheid afhankelijk is van heel veel variabelen. Om de suc- ceskans van flexibele nieuwbouw te vergroten, is een methode ontwikkeld waarmee de effectiviteit ?n de effici?ntie van flexibiliteitskeuzes kunnen worden bepaald. Met deze methode, genaamd de Comparatieve Selectie methode voor Aanpasbaarheidsmaatregelen (CSA-methode), kan de ont- werper op basis van een set (toekomstige) gebruikerseisen een selectie maken voor technische aanpasbaarheidsoplossingen. Vervolgens wordt vergeleken welke het meest effici?nt is op basis van kosten, uitvoeringsin- spanning en milieubelasting. Best fit Het unieke van de CSA-methode is dat een best fit wordt gezocht vanuit het oogpunt van de gebruiker ?n voor de bouwtechniek. De gebouwont- Ordening en defini?ring van flexibiliteitsvormen Ruimtelijke Flexibiliteit Bij een gelijkblijvend bruto gebouwvolume onderscheiden we: (i) Inrichtingsflexibiliteit: de inrichting en afwerking van een ruimte kan worden veran- derd zonder de vorm en afmetingen van de ruimte te wijzigen. (ii) Indelingsflexibiliteit: de mogelijkheid tot wijzigingen in ruimte-indelingen, waarbij de vorm en afmetingen van ruimten veranderbaar zijn binnen de gebruiksruimte van ??n gebruiker. (iii) Verkavelingsflexibiliteit: de mogelijkheid tot wijzigingen in de verkaveling van de plattegrond. Het gaat hierbij om de ruimteverdeling tussen alle afzonderlijke gebouw- gebruikers. Bij een veranderend bruto gebouwvolume: (iv) Volumeflexibiliteit: de mogelijkheid tot het vergroten of verkleinen van het ge- bouwvolume en het aantal vierkante meters gebruiksoppervlak door het toevoegen of verwijderen van aan- en uitbouwen. Functionele flexibiliteit (v) Polyvalentie: de functie van een ruimte kan veranderen. Er is geen sprake van een andere gebruiker, de hoofdfunctie blijft hetzelfde en er worden geen aanpassingen van bouwkundige aard gedaan. (vi) Opwaarderingsflexibiliteit: de functionaliteit van een ruimte is met een beperkte aanpassingsinspanning te verbeteren. Er kan sprake zijn van een andere gebruiker, maar de hoofdfunctie blijft hetzelfde. (vii) Functieneutraliteit: de capaciteit van een gebouw of gebouwdeel om een andere functie te huisvesten, zonder of met beperkte bouwkundige aanpassingen. Slim en flexibel bouwen 28 Artikel Met de CSA-methode worden de meest kansrijke vormen van aanpas- baarheid ge?dentificeerd op basis van een toekomstig eisenpakket. Ook wanneer er op de markt geen concreet product beschikbaar is, wordt een optimale oplossingsrichting getoond. Een eis die in de toekomst verwacht wordt, kan daarmee een niet bestaand productidee ontsluieren dat hierop aansluit. Dit biedt kansen voor productontwikkeling. Verduurzaming gebouwenvoorraad Het gericht implementeren van aanpasbaarheidsmaatregelen tijdens de ontwerpfase, wapent een gebouw tegen de voortdurend veranderende omstandigheden tijdens de gebruikslevensduur. De leegstand van de toe- komst kan hierdoor wellicht worden vermeden. Wanneer tijdens de ont- werpfase een helder beeld is van de levensloop van een gebouw en zijn gebruikers, is het mogelijk om met minimale middelen een gebouw klaar te stomen voor de toekomst. Ook aanpasbaarheid van minder voor de hand liggende gebouwonder- delen, zoals de draagstructuur, heeft de potentie om een bijdrage te le- veren aan het structureel verduurzamen van de toekomstige gebouwen- voorraad. In het vervolgartikel (Aanpasbaarheid van de draagstructuur II) zal specifiek worden ingegaan op de rol die de draagstructuur kan spe- len in enerzijds het minimaliseren van de milieu-impact door materiaalge- bruik, en anderzijds het bieden van voldoende mogelijkheden tot flexibel gebruik. werper kan in de ontwerpfase op gestructureerde en transparante wijze keuzes maken voor flexibel gebouwgebruik en die op logische wijze in het technisch systeem integreren. Wanneer bijvoorbeeld een wand moet wor- den verplaatst, is het wenselijk om dit met zo min mogelijk inspanning, overlast en kosten te kunnen doen. In de methode is daarom een module ingebouwd waarmee de starheid van het technisch systeem in kaart wordt gebracht, die de ontwerper de mogelijkheid biedt om hierin onderdelen te wijzigen ter wille van een verbeterde aanpasbaarheid. De CSA-methode toont uiteindelijk een overzicht van de kosten, inspan- ning en milieubelasting die inpassing van een aanpasbaar onderdeel ver- gezellen. Deze aspecten worden afzonderlijk beschouwd omdat ze voor iedere ontwerper (of opdrachtgever) een andere prioriteit kunnen hebben. In de resultaten wordt ook onderscheid gemaakt tussen kosten, inspan- ning en milieubelasting tijdens de bouwfase en tijdens de gebruiksfase. Dit is essentieel, omdat een aanpasbaar onderdeel bijvoorbeeld voor meer- kosten kan zorgen tijdens de bouw, maar juist in geval van een aanpassing veel minder kosten met zich meebrengt dan een conventionele oplossing. Daarnaast kan een aanpassing meer dan ??n keer nodig zijn tijdens de levensduur van het gebouw, waardoor een eventueel voordeel zwaarder mee kan wegen. Aanpasbaarheid loont Het blijkt dat oplossingen die relatief eenvoudig aanpasbaar zijn, en waar- van onderdelen grotendeels herbruikbaar zijn, op de lange termijn effici?n- ter zijn dan (conventionele) niet-aanpasbare oplossingen. Hoewel traditio- nele oplossingen in de bouwfase meestal lagere kosten hebben, zijn deze later minder gemakkelijk aanpasbaar. In herbestemmings- en renovatie- projecten blijkt het ontbreken van aanpassingsmogelijkheden vaak tot ex- tra inspanningen te leiden. Met de CSA-methode is ook dit verschil inzich- telijk te maken. CSA-methode Te nemen stappen in de CSA-methode: Verwerking van relevante gebruikerseisen (rood) 1 Opstellen van veranderingsscenario 2 Structureren en selecteren van gebruikerseisen 3 Bepaling van het benodigde type gebruiksflexibiliteit Integratie van aanpasbaar onderdeel in bouwtechnisch systeem (blauw) 4 Analyse van de (onderlinge) prestaties en beperkingen van de gebouwonderdelen in het voorlopig ontwerp 5 Identificatie van de gebouwonderdelen die een belangrijke invloed hebben op de vervulling van gebruikerseisen (methode: Quality Function Deployment) 6 Selectie van geschikte vorm van aanpasbaarheid en uitwerking van oplossingsvarianten 7 Bepaling van de mate van bouwtechnische samenhang tussen de oplossingen uit stap 6 en het voorlopige technische gebouwontwerp (methode: Coupling Index) Bepaling van de effici?ntie van aanpasbaar gebouwonderdeel (groen) 8 Kwantificering van de keuzefactoren aanpassingsinspanning, kosten en milieubelasting 9 Vergelijking van de effici?ntie en keuze voor een aanpasbaar gebouwonderdeel 10 Toetsing van de effectiviteit van de geselecteerde oplossing