Voor het nieuwe kantoorpand voor Wilo koos Benthem Crouwel voor een slanke staalconstructie met een dak van geprofileerde staalplaten. Om in de zomer toch een aangenaam binnenklimaat te hebben, is in de dakopbouw beton toegepast met Micronal®PCM korrels.

Uitstraling

Pompenleverancier Wilo Nederland B.V. besloot een nieuw kantoor te bouwen nadat het oude kantoor in Beverwijk te klein was geworden. Voor een nieuwe locatie in Westzaan werd architectenbureau Benthem Crouwel gevraagd een ontwerp te maken. Belangrijk uitgangspunt daarbij was dat het gebouw een hoogwaardige uitstraling moest krijgen die past bij het innovatieve karakter van het bedrijf.

Lichte constructie

Benthem Crouwel ontwierp op de smalle kavel aan het water een tweelaags gebouw met een kleine voetprint en een verdieping die 20 m uitkraagt over het water. Om deze uitkraging zo economisch mogelijk te kunnen maken, is gekozen voor een lichte constructie met geprofileerde staalplaten in het dak. Nadeel van zo’n dakconstructie is echter dat – door de geringe massa - de ruimte eronder snel kan opwarmen.

Opwarming voorkomen

Samen met opdrachtgever Wilo Nederland, constructeur Pieters Bouwtechniek en bouwfysisch- en installatie-adviseur Deerns hebben de architecten gezocht naar een dakdetaillering om een snelle opwarming en oververhitting van de binnenruimte te voorkomen. Daarbij kwam het team op het idee een soort activering van het bouwdeel dak toe te passen - zoals bij betonkernactivering waarbij leidingen in de beton vooral kunnen zorgen voor koeling en eventueel verwarming in aanvulling op de hoofdverwarming in de vloer. Het dak uitvoeren in beton – bijvoorbeeld in kanaalplaten - was echter geen optie, omdat een veel zwaardere en dus duurdere staalconstructie ongewenst was.

Opvullen met beton

Om activering van het staalplatendak toch mogelijk te maken, werd besloten de cannelures in de staalplaten deels op te vullen met beton. Het extra gewicht hiervan (circa 100 kg per m2) leidde niet tot noemenswaardige aanpassingen aan de staalconstructie.

Voor de geprofileerde staalplaten werd gekozen voor een type met een grotere hoogte en met 1 mm staaldikte in plaats van 0,75 mm. Het opvullen met beton leidde weliswaar tot een wat stijver dakvlak, maar het gunstige effect daarvan is niet in de berekeningen meegenomen, aldus Stan Jansen van Pieters Bouwtechniek.

Leidingen

Daarnaast is de ligging van de beton in cannelures gunstig doordat méér omhullend oppervlak met beton (in vergelijking met vlakke platen) de warmte kan absorberen.

In elke cannelure zijn bovendien twee leidingen in de beton aangebracht waar water doorgevoerd wordt om de warmte af te voeren. De leidingen zijn met behulp van speciale beugels h.o.h. 50 tot 60 cm in de cannelures geklemd. Deze beugels waren nodig om opdrijven van de leidingen (door lucht in de buizen) tijdens en direct na het storten te voorkomen. Aanvankelijk was bedacht de leidingen naast elkaar in de cannelures te plaatsen, maar een ligging boven elkaar bleek een betere betondekking te geven en was praktischer in de montage.

Phase Change beton

Omdat het accumulerend vermogen van deze oplossing minder is dan van een betondak, is gezocht naar een mogelijkheid om de hoeveelheid beton die wordt toegepast, zo efficiënt mogelijk te gebruiken. De oplossing vond het bouwteam in een speciale mengselsamenstelling van het beton, namelijk door toevoeging van Micronal®PCM-korrels Door de toevoeging van Micronal®PCM-korrels van BASF aan beton wordt overtollige warmte opgeslagen zonder dat de temperatuur van het materiaal verandert. Dit wordt vooral veroorzaakt doordat deze korrels bestaan uit paraffine-was. Dit wasmateriaal gaat over van een vaste vorm naar een vloeibare vorm bij een temperatuur van 23 tot 26 graden Celsius (zogenaamde Phase Change Materials – PCM). Bij het smelten worden grote hoeveelheden hitte uit de omgeving geabsorbeerd, waarbij voorkomen wordt dat de binnentemperatuur stijgt. Door de was in korrels (ingepakt in acryle polymere omhulling) aan de beton toe te voegen, kan een koeleffect van 3 tot 4 graden Celsius worden behaald. Deze waskorrels zijn bij de betoncentrale ingemengd.

Akoestiek

Omdat de cannelures deels gevuld zijn met beton, konden de staalplaten aan de onderzijde niet worden voorzien van perforaties om de akoestiek van de ruimten te verbeteren. Het aanbrengen van een verlaagd plafond was ook niet wenselijk omdat hiermee de werking van het staalbetondak verstoord zou worden.

Boven de betonvulling waren perforaties in de staalplaten wel mogelijk. Dergelijke platen – met deels gesloten cannelures en perforaties in de hogere plaatdelen - waren echter niet standaard in de handel verkrijgbaar en zijn daarom – door Corus SAB - speciaal voor dit project gemaakt.

Boven de betonvulling zijn de cannelures in de platen verder opgevuld met isolatiemateriaal. Deze isolatie is ingeseald om te voorkomen dat vezels door de perforaties dringen.

Vraaggestuurd

Het rondpompen van het water in de leidingen wordt aangestuurd met pompen van Wilo zelf. Hierbij is gekozen voor décentraal aansturen, oftewel vraaggestuurd. Voor bepaalde vloervelden is het bijvoorbeeld mogelijk minder water door de leidingen te sturen. Dit gebeurt door de pompen minder hard te laten pompen, en niet – zoals gebruikelijk – door met ventielen te knijpen. Dit vergt wel méér pompen maar die kunnen dan ook kleiner zijn. Het totale opgenomen vermogen van de toegepaste HR-pompen is ongeveer 80 procent lager dan bij een aanbodgestuurd systeem met standaardpompen. Omdat Wilo de techniek zoveel mogelijk wil laten zien, blijven de leidingen en pompjes in de kantoortuin in het zicht.