Loading...

De Onderbreking

Duurzaamheid

Duurzaamheid

Crisis leidt tot kansenkaart

Den Haag, Tramtunnel

Nieuwe kennis naar de praktijk

In Focus: Ondergronds in Overijssel

Zero Energy tunnel-onderzoek opmaat voor praktijkproef

Rotterdamsebaan: duurzaamheid troef

Den Haag Rotterdamsebaan

Ontwikkelen vanuit permanente tijdelijkheid

Zwemmen in een schuilkelder

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?

Crisis leidt tot kansenkaart

“Tijdens de planfase van de ondertunneling in Maastricht, die in 2006 overging in de aanbesteding, zag de wereld er anders uit dan nu. In 2008 begon de economische crisis. Hoe ga je daarmee om?” Wie aan de hand van deze aankondiging van de bijdrage van Projectbureau A2 Maastricht aan het COB-congres op een zuur verhaal rekende, werd meer dan aangenaam verrast. De veranderende omstandigheden leiden juist tot nieuwe kansen.

“Die nieuwe kansen ontstonden achteraf gezien al in 2006, toen het project A2 Maastricht niet langer als een tunnelproject, maar naar marktpartijen als een integrale gebiedsontwikkeling werd gepositioneerd”, vertellen Jos Geurts en Bjorn Vink, die beiden al sinds 2003 bij het project zijn betrokken. Het project A2 Maastricht gaat veel verder dan de gestapelde tunnel. Het project omvat de heling van een stadsdeel. Door de ondertunneling ontstaan (op maaiveld) veel meer kansen dan aanvankelijk gedacht. Projectbureau A2 Maastricht heeft de potentie van het gebied inzichtelijk gemaakt door op verzoek van de opdrachtgevers (het ministerie van IenM en de gemeente Maastricht) een zogeheten kansenkaart te ontwikkelen. Dat heeft geresulteerd in een verdere uitwerking van de gebiedsontwikkeling voor Maastricht-Oost in het actieprogramma ‘Mijn Gezonde Groene Loper 2030’.

Door de aandacht te verleggen van noord-zuid- naar oost-westverbindingen heeft Maastricht een kantelpunt bereikt. De gebiedsontwikkeling rond de tunnel is gekoppeld aan de centrumontwikkeling. Zo wordt er onder andere gekeken naar een korte, mogelijk ondergrondse, verbinding naar het hart van Maastricht. Geurts en Vink: “Daarmee kwam het station als missing link in beeld”. We willen met het plan de Groene Loper geen ‘fremdkörper’ in het oostelijk stadsdeel de stad, dat zich in één bouwfase manifesteert. We kiezen voor het oostelijk stadsdeel voor organische gebiedsontwikkeling die inspeelt op de vragen die zich gedurende een langere periode zullen aandienen. Met de kansenkaart wilden we juist kijken hoe we ook de omliggende wijken bij het project kunnen betrekken.”

De aandacht is verlegd naar de oost-westverbindingen. (Beeld: Projectbureau A2 Maastricht)

Uit alles blijkt dat het de A2-projectorganisatie er veel aan gelegen is om de kansen die de aanleg van de tunnel biedt, maximaal te benutten. Het is niet voor niets dat de woningbouwopgave voor de omgeving van de tunnel onverkort is gehandhaafd, terwijl er van de totale bouwopgave voor Maastricht, die in 2006 nog 12.000 woningen besloeg, nu nog zo’n 2.500 over zijn.

Onverwachte resultaten

De kansenkaart koppelt de gebiedsontwikkeling aan kansen op het gebied van CO2-reductie, schoonheid, sociale cohesie, woonkwaliteit, gezondheid, BREEAM, EPC, gebruik lokale materialen en gedeeld gebruik. Die nieuwe blik leverde onverwachte resultaten op, waaronder het plan om de restwarmte van de dienstgebouwen van de tunnel aan te wenden voor verwarming van onroerend goed. Dat geeft tweeënhalf miljoen euro extra maatschappelijk rendement.

Alle kansen worden meegenomen in de maatschappelijke kosten-batenanalyse (MKBA) waarin een afweging wordt gemaakt ten opzichte van wat in het ontwerp uit 2009 is vastgelegd. Daarbij is naar nieuwe invalshoeken gekeken en kwam men bijvoorbeeld tot de ontdekking dat alle schooltypen in Maastricht zijn vertegenwoordigd langs de Groene Loper. Ook dat aspect is in de kansenkaart zichtbaar. Net als het thema duurzaamheid, dat bijvoorbeeld tot uiting komt in verduurzaming van vastgoed en de inrichting van de Parklaan. “Door met andere materialen te werken, kunnen we het gebied een duurzame groene identiteit geven. De groene ‘arc de triomphe’ is daar het toonbeeld van”, aldus Geurts.

De conclusie is gerechtvaardigd dat de economische crisis de gemeente Maastricht ook veel goeds heeft gebracht. Met behulp van de omgeving is er op creatieve en innovatieve wijze gewerkt aan nieuwe ideeën. De crisis heeft geleid tot herijking van de behoeften in wat een totaal ander speelveld bleek te zijn. De kern van het kansdenken zit in het actief betrekken van de omgeving, onder andere door systematisch co-designsessies te organiseren. “De omgeving gaat meedenken als je als private partij je kaarten op tafel legt”, concluderen Vink en Geurts.

Het noordelijke Dienstengebouw verdwijnt straks onder de Geusseltheuvel. (Foto: A2 Maastricht/Aron Nijs Fotografie)

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.

Hoe zorg je ervoor dat nieuwe kennis landt in de praktijk?

Vanuit het bedrijfsleven was prof. dr. ir. Timo Heimovaara intensief betrokken bij het TRIASonderzoek naar in-situ bodemsaneringstechnieken. Inmiddels is hij hoogleraar Geo-environmental Engineering aan de TU Delft en onderzoekt hij hoe natuurlijke processen actief kunnen worden ingezet voor het oplossen van geotechnische en civieltechnische vraagstukken. Een gesprek over zijn ervaringen en plannen met kennisontwikkeling en markttoepassing.

“Ik geloof niet dat er een standaardaanpak is die garandeert dat nieuw ontwikkelde kennis en technologie ook daadwerkelijk wordt toegepast”, stelt Heimovaara. “Een succesvolle stap van kennis naar markttoepassing vraagt in ieder geval de betrokkenheid van verschillende disciplines, zoals technici, bedrijfskundigen en mensen met marktkennis. Daarnaast zijn er probleembezitters nodig. Verder is het belangrijk dat de juiste persoon op het juiste moment zijn verantwoordelijkheid neemt. Los daarvan zijn er algemene factoren. Hoe worden projecten bijvoorbeeld aanbesteed? Als dat gebeurt via dichtgespijkerde bestekken is er weinig stimulans voor aanbiedende partijen om met slimme oplossingen te komen. En dat geldt ook als opdrachtgevers aanbiedingen uitsluitend op prijs beoordelen of alleen bewezen technieken accepteren. Een andere belangrijke factor is de cultuur binnen organisaties. Investeren ze in kennisontwikkeling om de eigen concurrentiekracht te vergroten en nieuwe markten te ontwikkelen of denkt het management ‘onze aanpak werkt al jaren goed, dus waarom zouden we het anders gaan doen’?”

In-situ technieken

Na zijn promotieonderzoek en een postdocfunctie ging Heimovaara werken bij ingenieursbureau IWACO. Als milieuconsultant hield hij zich daar vooral bezig met in-situ bodemsaneringen en bodembeleid. Heimovaara: “De aanpak van bodemverontreinigingen stond in die tijd volop in de belangstelling. Vrij snel na de sanering van de woonwijk in Lekkerkerk werd duidelijk dat het volledig verwijderen van alle verontreinigingen niet haalbaar was en dat met biologische in-situ technieken ook goede resultaten mogelijk waren.”

“Toen we met in-situ saneringen begonnen, werd er in eerste instantie geen onderzoek gedaan naar de werking van deze technieken en de onderliggende processen. Na verloop van tijd kwamen allerlei kennisleemten in beeld en startte het TRIAS-onderzoeksprogramma, waarbinnen SKB, NWO en Delft Cluster samenwerkten met marktpartijen. Het programma telde twaalf vraaggestuurde onderzoeksprojecten, die grotendeels door PhD-studenten en postdocs werden uitgevoerd. Zelf heb ik toentertijd vanuit het ingenieursbureau, en later als expert bij een bodemsaneerder, vier of vijf van die promotieonderzoeken begeleid. Een belangrijke uitkomst was dat de theorie en de resultaten in het laboratorium vaak niet overeenkomen met de resultaten in het veld, en dat je voor goede praktijkresultaten al metend en monitorend je saneringssysteem moet ontwerpen en dimensioneren. Een uitkomst die volgens mij voor veel ingrepen in de bodem geldt.”

Praktijkrelevantie

“De TRIAS-onderzoeken waren op een aantal punten zeer succesvol. Door de betrokkenheid van bedrijven bij het onderzoek was er voortdurend oog voor de praktijkrelevantie. Het onderzoek leverde waardevolle inzichten op voor marktpartijen en maakte duidelijk wat wel en niet belangrijk was. Daarnaast kregen de betrokken bedrijven zicht op goede onderzoekers. Dat vonden we waardevol, want ons idee was dat een deel van de PhD-studenten na afloop in dienst zou treden bij de betrokken bedrijven. Op die manier zou de nieuwe hoogwaardige kennis daar een plek krijgen. Dat bleek niet zo te gaan. De meeste PhD-studenten waren buitenlanders en vertrokken na hun promotie weer.”

“Naar aanleiding van die ervaring ben ik gaan nadenken over de optimale opzet van vraaggestuurde onderzoeksprogramma’s. Volgens mij is dat een opzet waarbij wetenschap en marktpartijen samenwerken, onder meer om te zorgen dat de uitkomsten van theoretisch en fundamenteel onderzoek worden vertaald naar de bedrijfspraktijk. Verder zou het volgens mij ideaal zijn om de PhD-studenten die het onderzoek uitvoeren een vijfjarig contract te geven, waarbij ze vier jaar onderzoek doen en vervolgens een jaar bij een van de bedrijven werken om de nieuw ontwikkelde kennis in de praktijk toe te passen. Tot nu toe is het me niet gelukt om een onderzoeksprogramma op deze manier vorm te geven.”

Van 1995 tot 2015 is er vanuit SKB onderzoek gedaan naar bodem en ondergrond. De resultaten van het programma zijn te vinden in een uitgebreid online eindverslag. (Beeld: www.skbodem.nl)

Bodembacteriën

Na ruim tien jaar in het bedrijfsleven te hebben gewerkt, keerde Heimovaara in 2007 terug naar de academische wereld. In dat jaar begint hij als universitair hoofddocent Duurzame bodemsysteemdiensten bij de afdeling Geo-Engineering van de TU Delft, vijf jaar later wordt hij daar hoogleraar. “In 2011 zijn we gestart met het zogeheten BioGeoCivil-onderzoeksprogramma met ondersteuning vanuit STW. Binnen dit programma onderzoeken we onder meer hoe we bodembacteriën gericht kunnen inzetten voor het oplossen van geotechnische en civieltechnische vraagstukken. De bekendste techniek is waarschijnlijk biogrout, een techniek om zandige bodems te verstevigen. Daarnaast kijken we naar allerlei andere processen en technieken. We bestuderen bijvoorbeeld hoe we met micro-organismen de corrosie van stalen elementen in de bodem kunnen minimaliseren, doen onderzoek naar het verduurzamen van vuilstortplaatsen en onderzoeken hoe we biofilms kunnen gebruiken om de aantasting van hout te voorkomen.”

“Binnen BioGeoCivil werken we samen met allerlei andere kennispartijen. Bij de start van het onderzoeksprogramma was mijn hoofddoel om de verschillende ‘werelden’ bij elkaar te brengen en samen een nieuw onderzoeksdomein te ontwikkelen. Eventuele praktijktoepassingen stonden nog laag op mijn prioriteitenlijstje. Toen ik vorig jaar door verschillende marktpartijen werd benaderd met vragen over het minder doorlatend maken van zandpakketten, was ik dan ook aangenaam verrast. Heijmans en Movares vroegen bijvoorbeeld of we een zandlaag onder een dijk minder permeabel kunnen maken en het hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard of we de bodem van een zwemplas waterdichter kunnen maken, zodat de waterkwaliteit op de lange duur kan worden gewaarborgd. En ook Tauw en de gemeente Rotterdam klopten met vergelijkbare vragen bij ons aan.”

Lees meer over de Waterontspanner (zie kader hiernaast) in het artikel Slimme oplossing voor instabiele rivierdijk van Heijmans en De oplossing voor de beperking van wateroverlast van Movares. (Beeld: via movares.nl)

Ondoorlatende laag

“Ik vind het een positieve ontwikkeling dat deze organisaties bereid zijn om zelf in kennisontwikkeling te investeren, dat ze inzien dat de innovaties die wij ontwikkelen passen bij hun ambities. Het lastige met nieuwe technologie is vaak dat marktpartijen haar pas willen toepassen als ze zich bewezen heeft in de praktijk. Als je dit combineert met het gegeven dat onderzoekers in het laboratorium heel moeilijk kunnen bepalen hoe je een nieuwe technologie in het veld moet dimensioneren, heb je een klassiek kip-of-eiprobleem. Daarom ben ik blij dat Heijmans, Movares en Waterschap Rivierenland willen meedoen aan een pilot (zie kader).”

“Nu ik weet dat er bedrijven en organisaties zijn die zelf willen investeren in kennisontwikkeling, probeer ik samen met bedrijven zoals Tauw en het ministerie van Infrastructuur en Milieu een groter onderzoeksproject van de grond te krijgen. Als we alle budgetten bij elkaar leggen, moet het met een bijdrage van twintig tot vijfentwintig procent van de overheid lukken om de ontwikkelde kennis generiek toepasbaar te maken, projectoverschrijdend, precompetitief onderzoek te doen en bijvoorbeeld alle meetdata met elkaar te delen. Verder wil ik proberen om binnen KIBO, het Kennis- en Innovatieprogramma Bodem en Ondergrond van het ministerie van IenM, een businesscase in-situ permeabiliteitsbeïnvloeding onder te brengen. Via al deze sporen moet het lukken om de nieuwe kennis straks echt te laten landen.”

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

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.”

Rotterdamsebaan: duurzaamheid troef

De ambitie is hoog. De Victorie Boogie Woogietunnel, de boortunnel in de Rotterdamsebaan, moet de meest duurzame tunnel van Nederland worden. Projectdirecteur Paul Janssen van de gemeente Den Haag en projectmanager Michel Langhout van BAM Infra vertellen welke keuzes zij hebben gemaakt om dit doel te bereiken.

“Duurzaamheid begint met ambitie”, aldus Janssen. “De gemeente Den Haag wil in 2040, tien jaar eerder dan de landelijke politiek, klimaatneutraal zijn. Met zo’n doelstelling kun je niet gaan zitten wachten. Je moet elke kans pakken om het waar te maken. Daarom zijn we direct over duurzaamheid gaan nadenken toen we met de plannen voor de Rotterdamsebaan begonnen.”

“Op dat moment was er nog maar weinig ervaring met duurzaamheid in een aanbesteding: hoe kun je duurzaamheid op een uitdagende en onderscheidende manier als EMVI-criterium meenemen? Daarom hebben we een expertteam gevraagd om dit onder regie van het COB te concretiseren. Na veel intensieve discussies heeft dit team het Inspiratiedocument Duurzaamheid opgeleverd met negen thema’s om invulling te geven aan duurzaamheid.”

“De volgende vraag was hoe we de aanbiedingen op duurzaamheid moesten beoordelen. We besloten om ze meer kwalitatief dan kwantitatief te bekijken. Natuurlijk heeft een voornamelijk kwalitatieve beoordeling het risico van subjectiviteit in zich, maar we zijn ervan overtuigd dat je inschrijvende partijen op deze manier extra kunt uitdagen om met goede en uitdagende ideeën te komen. In het contract hebben we daarom de eis opgenomen dat inschrijvers de duurzaamheidsmaatregelen ‘smart’ dienden te beschrijven. Ze moesten per maatregel aangeven wat hij behelst, welk effect hij heeft en welke aanvullende maatregelen worden ingezet als het effect minder is dan verwacht.”

Inspirerend

“Uiteindelijk hebben we vijf van de negen thema’s uit het inspiratiedocument opgenomen in het EMVI-criterium duurzaamheid”, vertelt Janssen. “Geluid, luchtkwaliteit, materiaal- en grondstoffengebruik, energie en toekomstwaarde. Het thema ‘social fairness’ hebben we als algemene eis in de aanbesteding ingebouwd. De resterende drie thema’s – functiecombinatie, maatschappelijke participatie en natuurlijke inpassing – hebben we buiten de uitvraag gehouden omdat we het heel lastig vonden om ze als onderscheidend criterium te gebruiken.”

Janssen vervolgt: “Stoeiend met de thema’s kwamen we er snel achter dat energie op dit moment te goedkoop is om duurzaamheid af te dwingen. Verder ontdekten we dat er een sterke relatie is tussen vormgeving en duurzaamheid: mooie dingen die weinig onderhoud vergen gaan meestal gepaard met een geringe milieubelasting.”

“Bij de aanbesteding van het project zijn we uitgegaan van vier EMVI-criteria, waaronder duurzaamheid. Deze vier criteria samen hebben we voor vijfentwintig procent laten meewegen. De beoordeling van het thema duurzaamheid – dat voor vijf procent meewoog – is gedaan door een beoordelingsteam. Dit bestond nadrukkelijk uit andere mensen dan het team dat de dialoogfase begeleidde. Het beoordelingsteam is onder andere nagegaan of de aanbiedende partijen voor elk van de vijf thema’s maatregelen hadden bedacht. Vervolgens heeft het team per thema gekeken naar het effect van de voorgestelde maatregelen. Hoeveel leveren de geluidreducerende maatregelen van iedere aanbieder bijvoorbeeld op en welke energiereductie realiseren ze?

Verliefd

De aanbesteding is gewonnen door de Combinatie Rotterdamsebaan, een consortium van BAM Infra en Wayss & Freytag Ingenieurbau. Dit consortium had weliswaar niet de laagste aanbiedingsprijs, maar behaalde op de EMVI-criteria duurzaamheid en hinderbeperking de hoogste score. Michel Langhout van BAM is uiterst tevreden: “We zijn verliefd op dit project. Het biedt ons de mogelijkheid om aandacht te besteden aan zaken die wij belangrijk vinden voor het voortbestaan van ons bedrijf, zoals duurzaamheid. Ik ben dan ook blij dat de gemeente Den Haag dit nadrukkelijk liet meewegen bij de gunning.”

Langhout vervolgt: “Bij elk van de vijf thema’s hebben we goed nagedacht over maatregelen om de tunnel de meest duurzame te maken. Om de geluidsbelasting te minimaliseren passen we bijvoorbeeld niet alleen geluidreducerend asfalt toe, maar brengen we langs de wegen voor en na de tunnel ook diffractoren aan. Dat zijn speciale roosters die het verkeerslawaai absorberen en naar boven afbuigen. Hierdoor neemt de geluidsbelasting voor de omgeving fors af.”

“De effecten op de luchtkwaliteit beperken we door fijnstof in de tunnel af te vangen met een ‘fine dust reduction system’. Dit systeem heeft BAM de afgelopen jaren samen met de TU Delft ontwikkeld en onder andere in de Thomassentunnel getest. Het systeem zorgt ervoor dat fijnstof via een statisch elektrisch veld een positieve lading krijgt en neerslaat op negatief geladen panelen op de tunnelwanden. Deze panelen reinigen we ieder half jaar, waarbij we het neergeslagen fijnstof afvoeren. Op deze manier kunnen we de hoeveelheid fijnstof in de tunnel met vijftig procent verminderen.”

BAM neemt ook de nodige maatregelen om het materiaal- en grondstoffengebruik te reduceren. Langhout: “We kijken onder andere hoe we de hoeveelheid cement in beton kunnen minimaliseren. Daarvoor gaan we steeds na aan welke kwaliteitseisen de betonconstructie moet voldoen. Zo gebruiken we voor sommige onderdelen meerdere betonsoorten, hoogwaardig waar het moet en cementarm waar het kan. Voor het wegdek passen we gerecycled asfalt toe en we hergebruiken al het materiaal dat vrijkomt bij het boren van de tunnel. En, niet onbelangrijk, we gebruiken de tunnelboormachine waarmee we de Sluiskiltunnel hebben geboord, hier opnieuw. Deze machine heeft weliswaar een iets grotere diameter dan nu nodig, maar dat biedt in de toekomst ruimte voor aanpassingen zoals bredere rijbanen of extra voorzieningen.”

Zonnecellen

Langhout: “Het energiegebruik dringen we met diverse maatregelen terug. Voor de onderlagen van het wegdek gebruiken we zogeheten LEAB, asfaltbeton met een laag energiegebruik dat we zelf hebben ontwikkeld. Door een nieuwe techniek kunnen we dit asfalt bij veel lagere temperaturen produceren dan conventioneel asfalt. Dat zorgt voor een gasbesparing van dertig procent. Een andere maatregel is het gebruik van lichtroosters bij de tunnelmonden. Dit zorgt voor een forse besparing op elektriciteit. Verder passen we ledverlichting toe en plaatsen we zonnecellen op het dienstgebouw. Die wekken niet alleen een aanzienlijk deel van de benodigde elektriciteit op, maar geven de tunnel ook een opvallende uitstraling. Daarmee dragen ze bij aan het thema toekomstwaarde. Andere maatregelen die bij dit thema horen zijn het park rondom de tunnel, de hoge omgevingskwaliteit en het architectonisch fraaie dienstgebouw.”

“Naast de maatregelen die voortvloeien uit de vijf duurzaamheidsthema’s, nemen we ook nog allerlei andere maatregelen. Denk aan zonnecellen op de bouwkeet, het gebruik van honderd procent groene stroom, de toepassing van ledverlichting tijdens de bouw, afvalmanagement en het verzorgen van workshops over duurzaamheid. Verder gebruiken we voor de bouwmachines GTL-brandstof van Shell die zorgt voor een lagere uitstoot van roet en fijnstof en schaffen we een ‘tunnel-Tesla’ aan, een elektrisch aangedreven tunnelvrachtwagen.“

Anderen stimuleren

Op de vraag of met al deze maatregelen de Victorie Boogie Woogietunnel de meest duurzame tunnel van Nederland wordt, antwoordt Janssen bevestigend. “Ik ben ervan overtuigd dat de tunnel bij oplevering aan de top staat. Dat is echter niet het belangrijkste doel. Ik hoop dat we met ons project anderen stimuleren om het nog beter te gaan doen, zodat de duurzaamheid van tunnels steeds verder toeneemt.”

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.

Ontwikkelen vanuit permanente tijdelijkheid

Herontwikkelingsgebied De Nieuwe Stad in Amersfoort beschikt over een eigen ondergronds warmtenet. De vijfentachtig gebruikers van de terreinen en opstallen van de voormalige Prodentfabriek vormen samen een zo veel mogelijk zelfvoorzienende micro-stad, waarvan een eigen biomassacentrale deel uitmaakt. Ontwikkelend belegger Schipper Bosch beheert het ruim twee hectare grote gebied vanuit een overkoepelende duurzaamheidsvisie.

In drie jaar tijd is de Prodentfabriek getransformeerd tot een nieuw stadsdeel met ruimte om te werken, leren en verblijven; een levendige plek met festivals, een poppodium, een restaurant, gedeelde moestuinbakken en een sterke lokale gemeenschap. De bewoners vormen een mix van grote en kleine bedrijven, afkomstig uit verschillende sectoren, variërend van zakelijke dienstverlening en onderwijs tot horeca en cultuur. De huurprijzen zijn marktconform. De brede mix van activiteiten en het streven om fossiele energiebronnen geheel uit het gebied te bannen, hebben een sterke aantrekkingskracht. Terwijl elders in de stad kantoren en bedrijfspanden leegstaan, geldt voor De Nieuwe Stad een wachtlijst.Uitgangspunt is dat de kwaliteit van het gebied blijft groeien. Dat betekent dat de waarde die een gebied heeft voor de gebruikers, blijft toenemen. Energieneutraliteit met behulp van een ringleiding waar verschillende energiebronnen op aangesloten kunnen worden, speelt daarin een belangrijke rol.

Autonome infrastructuur

Edwin Dalenoord, duurzaamheidsexpert bij Schipper Bosch: “In De Nieuwe Stad zijn we eigenaar van de volledige infrastructuur, inclusief elektriciteit, water, warmte en koeling. Uitgangspunt is dat we het gebruik van fossiele brandstof willen uitbannen. We hebben allerlei alternatieven onderzocht. We hebben bijvoorbeeld gekeken naar biogasvergisting en rioolwarmte, maar voor effectieve toepassing daarvan zijn er te weinig mensen in De Nieuwe Stad. Inmiddels zijn we erachter gekomen dat vlak naast ons terrein een groot hoofdriool loopt, en onderzoeken we de mogelijkheden om daaruit warmte te winnen. In de zomer gebruiken we het net voor koeling, die we onttrekken aan de leidingen voor grondwaterzuivering.”

“Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken.”

Bart Schoonderbeek, algemeen directeur van Schipper Bosch, vult aan: “We hebben ook onderzocht of we gebruik konden maken van geothermie op twee kilometer diepte. Dat bleek niet haalbaar, maar ik geloof er heilig in. Als we een paar miljoen over hadden gehad, zouden we het zeker hebben gedaan vanuit de overtuiging dat voldoende mensen zouden aanhaken. Het warmtenet gevoed door een biomassacentrale bleek de beste oplossing, vergde minder kapitaal en is flexibeler. We kunnen vanuit de huidige praktijk veel gemakkelijker aansluiten op nieuwe energieconcepten. Zo kijken we ook naar het gebruik van zonneboilers. Op gebouwniveau krijg je dat niet rond, maar op gebiedsniveau red je het wel. Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Dan verdien je het meest. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken. Wachten heeft geen zin, je moet het gewoon doen.”

De bewoners krijgen tijdens een rondleiding uitleg over de biosmassacentrale. (Foto: Cees Wouda)

Duurzaam warmtenet

Het warmtenet is aangelegd met behulp van gestuurde boringen. Elk gebouw is met een sub-leiding aangesloten op het centrale circuit. Op het hele terrein zijn langs de gevels leidingstraten vrijgehouden, zodat noodzakelijk graafwerk bij uitbreiding en onderhoud effectief, met zo min mogelijk hinder kan plaatsvinden. De brandstof voor de biomassacentrale wordt nu nog ingekocht. Edwin Dalenoord: “Ons eerste doel was de centrale operationeel te maken. We zijn nu aan het onderzoeken hoe we in dat proces nog verder kunnen verduurzamen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van groen- en houtafval van de gemeente, hoveniersbedrijven en aannemers. Dat levert maximaal tweehonderd ton op, terwijl we duizend ton nodig hebben. We schalen dus langzaam op. We hebben ervoor gekozen om een biomassaketel te kopen en gewoon te beginnen, en kiezen daarmee dus ook bewust voor een leerproces.”

Permanente tijdelijkheid

De Nieuwe Stad is in alles een lerend project, waarbij aansturing plaatsvindt op basis van de ontwikkelingen van vandaag. De achterliggende droom, gebaseerd op herontwikkeling vanuit de menselijke maat en duurzaamheid, is rotsvast verankerd in de organisatie, maar de weg ernaartoe wordt bepaald door ontwikkelingen en ervaringen. Bart Schoonderbeek: “Het gaat niet om stenen. Dat is dood materiaal. Een gebied als dit is een levend organisme. We hebben De Nieuwe Stad ontwikkeld vanuit hoe we zelf in een stad willen wonen. We denken niet vanuit stenen, maar vanuit mensen. We willen dromen verbinden. We willen mensen in staat stellen hun eigen omgeving mede vorm te geven. Daarvoor moeten gebieden autonoom en begrijpbaar zijn.”

De keuze van Schipper Bosch betekent een bewuste keuze voor vallen en opstaan, maar geeft tegelijkertijd een enorme dynamiek. Bart Schoonderbeek noemt het ‘permanente tijdelijkheid’. “De gewenste kwaliteit is uitgangspunt. Die ambitie is ononderhandelbaar. We zijn vrij recalcitrant. Dat betekent dat we steeds een hele weg te gaan hebben om iedereen te overtuigen. Maar de permanente tijdelijkheid stelt ons in staat om dagelijks bij te sturen. Dat is van enorme meerwaarde.”

De biomassacentrale wordt gevoed door met name houtsnippers en restafval van timmerfabrieken in de omgeving. (Foto: Cees Wouda)

Zwemmen in een schuilkelder

De Finse hoofdstad Helsinki beschikt sinds 2010 over een integraal ondergronds masterplan. Het plan brengt de bestaande ondergrondse toepassingen in kaart en voorziet in reserveringen voor toekomstig gebruik. Volgens Ilkka Vähäaho, hoofd van de geotechnische divisie van Helsinki en voorzitter van de Finse tunnelassociatie, is het plan een onmisbaar hulpmiddel voor duurzame ontwikkeling van de stad en zijn ondergrond.

Vähäaho: “Het masterplan voor de ondergrond is bijvoorbeeld het fundament voor de bijdrage van de ondergrond aan een duurzaam en esthetisch acceptabel landschap en behoud van ontwikkelmogelijkheden voor toekomstige generaties. Zo speelt het masterplan een belangrijke rol in de ruimtelijke ordening.”

Het ondergrondse masterplan voor Helsinki brengt zowel de bestaande als toekomstige ondergrondse ruimten, tunnels en vitale ondergrondse onderlinge verbindingen in kaart. In het plan zijn reserveringen opgenomen voor nu nog onbekende toekomstige ondergrondse toepassingen. Op basis van uitgebreid geologisch onderzoek is bepaald welke plekken in de ondergrond geschikt zijn. Daarbij is vooral gekeken welke nog niet benutte ondergrondse capaciteit in de toekomst een bijdrage kan leveren aan het verminderen van de druk op het stadscentrum. Anders dan in Nederland, waar de meeste ondergrondse bouwwerken ‘stand-alone’ zijn, ontwikkelt de ondergrond van Helsinki zich door het verbinden van bestaande en nieuwe ondergrondse toepassingen steeds meer tot een aaneengesloten ondergrondse stad.

De integrale aanpak biedt extra voordelen boven op die van het sec ondergronds gaan. Er is sprake van multifunctioneel ondergronds ruimtegebruik, zoals bij het ondergrondse zwembad in Itäkeskus, dat in tijden van nood kan worden omgevormd tot schuilkelder. Een datacenter onder een kathedraal wordt via een ondergronds buizenstelsel gekoeld met zeewater. De restwarmte gaat – ook weer ondergronds – naar de stadsverwarming.

Er zijn grote voordelen verbonden aan multifunctionele leidingentunnels. Ilkka Vähäaho geeft aan dat het masterplan ook een bijdrage levert aan een betrouwbare energievoorziening en optimalisatie van energie-opwekking. Kosten kunnen worden gedeeld door meerdere gebruikers. Bovengronds ontstaat ruimte voor nieuwe initiatieven, en het uiterlijk en imago van de stad worden verbeterd. Onderhoud is eenvoudiger en goedkoper en de impact van werkzaamheden aan ondergrondse leidingen op het dagelijks leven bovengronds is beperkt. Bovengronds komt ruimte vrij voor andere doeleinden.

Lange historie

Helsinki heeft een lange historie van ondergronds bouwen. De stad kent nu al meer dan vierhonderd ondergrondse bouwwerken, zestig kilometer tunnels voor technisch onderhoud en tweehonderd kilometer multifunctionele leidingentunnels voor verwarming, koeling, elektriciteit en water. De watervoorziening van de stad is gegarandeerd door middel van een honderd kilometer lange ondergrondse tunnel die in de periode 1972-1982 werd gerealiseerd tussen Lake Päijanne en Helsinki.

Naast voor de hand liggende toepassingen als tunnels, parkeergarages en multifunctionele leidingentunnels voor onder andere stadsverwarming kent Helsinki ook tal van andere toepassingen, zoals muziekcentrum en een zwembad. Ook het bedrijfsleven gaat ondergronds, onder andere met opslag of het eerder genoemde ondergrondse datacenter.

In het masterplan is rekening gehouden met tweehonderd reserveringen voor ondergronds gebruik en nog eens veertig reserveringen zonder vooraf bepaalde bestemming. De gemiddelde oppervlakte van die reservering is dertig hectare, optellend tot een totaal van veertien honderd hectare, ofwel 6,4% van de oppervlakte van Helsinki. In 2011 werd berekend dat er voor elke honderd vierkante meter bovengrondse ruimte een vierkante meter ondergrondse ruimte werd benut. De huidige reserveringen vertegenwoordigen dus nog een enorm ondergronds potentieel.

Bovengrondse kwaliteit

Uitgangspunt is dat wat niet bovengronds hoeft, net zo goed ondergronds kan. Burgemeester Jussi Pajunen daarover in een documentaire van CNN: “Functies die niet gezien hoeven te worden, stoppen we onder de grond. Het is relatief goedkoop, dus waarom zou je er geen gebruik van maken.” De kwaliteit van de bovengrondse ruimte blijkt in veel gevallen de belangrijkste drijfveer. Ilkka Vähäaho: “Niet-Finse deskundigen beweren wel dat de gunstige eigenschappen van het bedrockgesteente en de zeer strenge winterklimatologische omstandigheden de belangrijkste drijfveren voor deze ontwikkeling zijn geweest. Maar er zijn belangrijker argumenten. Finnen hebben een sterke behoefte aan open ruimten, zelfs in de stadscentra, en Helsinki is klein. Het is qua inwoners de grootste stad van Finland, maar behoort qua oppervlakte tot de kleinste.”

Zero-land-use-thinking

Helsinki kent al sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw een toewijzingsbeleid voor ondergronds ruimtegebruik. Begin deze eeuw ontstond het idee voor een integraal ondergronds masterplan. De eerste voorbereidingen startten in 2004. De gemeenteraad van Helsinki keurde het masterplan in december 2010 goed. Ilkka Vähäaho noemt het een voorbeeld van ‘zero-land-use-thinking’. Met andere woorden, het uitgangspunt dat nieuwe functies in de stad niet tot extra bovengronds ruimtebeslag mogen leiden.

Hij illustreert dat met een doorsnede van het Katri Vala Park (zie figuur hiernaast). Daar werden sinds de jaren vijftig ondergronds achtereenvolgens opslagruimten, een multifunctionele leidingentunnel, een tunnel voor gezuiverd afvalwater en een warmtepompstation gerealiseerd. In het masterplan is onder dezelfde locatie ook nog ruimte gereserveerd voor toekomstig ondergronds gebruik. Het park is in al die tijd onaangetast gebleven.

 

 

Geotechniek voor Ondergrondse Ruimteontwikkeling

Voor het in kaart brengen van geschikte locaties voor toekomstig ondergronds gebruik heeft de geotechnische dienst van Ilkka Vähäaho uitgebreid onderzoek gedaan. Er is onderzoek gedaan naar locaties waar de mogelijk grote aaneengesloten ruimten kunnen worden gerealiseerd. Daarvoor werd een model ontwikkeld op basis van een standaardruimte van 12x50x150 meter (hxbxl). Met behulp van (hoogte)kaarten en boringen zijn de reeds benutte ondergrond en zwakke zones in kaart gebracht.

Het bedrockgesteente ligt in Helsinki niet ver onder het maaiveld. Dat betekent dat er veel goede, veilige locaties zijn voor aanleg van ondergrondse bouwwerken en installaties. Het onderzoek maakte zichtbaar dat er buiten het centrum vijfenvijftig locaties zijn waar in de buurt van verkeersknooppunten redelijk grootschalige ondergrondse voorzieningen gerealiseerd kunnen worden. Deze plekken zijn gemarkeerd als mogelijke toekomstige toegangen tot ondergrondse bouwwerken en infrastructuur.

Ambities
In Finland wordt ook buiten de hoofdstad gekeken naar de mogelijkheden die de ondergrond biedt. Ilkka Vähäaho noemt de steden Tampere, de derde stad van het land, en Oulu als voorbeelden. En er wordt serieus gekeken naar de haalbaarheid van een tachtig kilometer lange onderzeese tunnel tussen Helsinki en de Estse hoofdstad Tallinn, die dan samen zouden moeten uitgroeien tot de tweelingstad ‘Talsinki’, met de potentie om te gaan concurreren met steden als Stockholm en Kopenhagen.

Dit was de Onderbreking Duurzaamheid

Bekijk een ander koffietafelboek: