Energy Academy Europe: duurzaamste aardbevingsbestendige onderwijsgebouw

De nieuwste aanwinst op de Zernikecampus van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) verrees in een recordtempo van 18 maanden bouwtijd. Het is het gebouw van de Energy Academy Europe, het meest duurzame onderwijsgebouw van Nederland, verkozen tot mooiste nieuwbouw van de stad en bovendien bestand tegen aardbevingen.

Het afgelopen jaar behaalde de Energy Academy Europe niet alleen als eerste onderwijsgebouw in Europa de BREEAM Outstanding-certificatie, tevens won het in maart de BREEAM Awards 2017 in de categorie Mixed Use & Other. Daarnaast werd het deze zomer tijdens de Dag van de Architectuur Groningen door de publieksjury én de vakjury verkozen tot het mooiste nieuwe gebouw in Groningen. En dat terwijl – of wellicht dankzij - de architecten hebben gekozen voor een low-tech benadering. In het alumnimagazine Broerstraat 5 van de RUG had journalist Bert Platzer een interview met de architecten Aldo Vos van het Rotterdamse bureau Broekbakema en Paul van Bussel van De Unie Architecten uit Groningen. Vos zei daarin over het aardbevingbestendig bouwen:

Ontwerp op de schop

'Form follows climate', noemt Vos het, naar analogie van het bouwkundige principe Form Follows Function. Het gebouw bleek echter niet alleen het klimaat te moeten volgen, maar ook aardbevingen. In de nasleep van de zware beving in Huizinge in 2012 werd van rijkswege een richtlijn voor aardbevingsbestendig bouwen opgesteld, die ongeveer tegelijkertijd met het ontwerp voor het gebouw gereedkwam. Als opdrachtgever wilde de RUG dat het gebouw aan deze richtlijn zou voldoen en daarvoor moest het ontwerp flink op de schop. 'De betonnen stabiliteitskernen, waarin de trappen liften en toiletten zitten, waren te stijf, waardoor bij een beving te veel spanningen in het gebouw zouden ontstaan', zegt Vos. 'Die hebben we vervangen door grote schijven, waardoor het gebouw de trillingen beter kan opvangen. Oorspronkelijk hadden we een betonnen gevel, maar die zou bij een aardbeving naar beneden vallen. Daar hebben we een lichte, houten gevel van gemaakt. Alle binnenkozijnen zijn met speciale voegen ontworpen, om te voorkomen dat de hoofddraagconstructie onvoorspelbaar gaat reageren.'

Aardbevingen

Maar de ontwerpers en bouwers moesten nog veel meer technische puzzels oplossen. Zo moesten de nieuwe richtlijnen van de NAM ook worden toegepast om de stabiliteit van het bijzondere dak te waarborgen. Door de driehoekige glazen panelen in het dak en door de grotendeels glazen gevels stroomt overdag meestal voldoende licht voor de verlichting van het gebouw. Pas als het gaat schemeren springt de ledverlichting aan. Op zich brengt een schuin dak dat half uit glas bestaat al de nodige constructieve uitdagingen met zich mee, maar in een aardbevingsgebied nog meer. Aan het glas en de sponningen worden extra eisen gesteld. Het glas moest aardbevingsbestendig zijn en dus extra gehard en gelaagd. En de sponningen moesten extra diep, zodat trillingen van de aarde niet zouden leiden tot naar beneden stortende vlijmscherpe glaspanelen.

Het verhaal over de uitdagingen van het ontwerp komt erop neer dat de harde kernen in het gebouw, zoals trappenhuizen en liften, waar het dak aan hangt, door de schuine constructie van het dak niet even hoog zijn. Door dit hoogteverschil zouden ze bij een aardbeving verschillende kanten op kunnen schudden, waardoor het dak er tussenuit zou kunnen vallen. Dit risico werd ondervangen door het maken van loopbruggen en trappen van beton en staal tussen de vaste kernen, waardoor ze elkaar tijdens een beving dezelfde kant uit zullen trekken.

Trillingsvrij bouwen

Dankzij een bijzondere methode hebben overigens ook de gebruikers van de omliggende gebouwen niet de geluids- en trillingsoverlast meegemaakt die normaliter hoort bij het bouwen van een stevige fundering. De palen waarop de Energy Academy Europe is gebouwd, zijn niet geheid. Eerst zijn diepe gaten in de zandgrond geboord, die daarna zijn voorzien van wapening en volgestort met beton. De uitgeharde palen zijn daarna uitgegraven en vormen een stevig fundament.

‘Groningse bevingen’

Het aardbevingstype in Groningen is uniek, want de bevingen worden door gaswinning geïnduceerd. Daarom hebben ze een ander effect dan de tektonische aardbevingen die optreden als gevolg van natuurlijke breuklijnen in de aardkorst, zoals bijvoorbeeld in Japan. ‘Groningse bevingen’ zijn vaak kort en stevig, waarbij een verticale versnelling (compressiegolf) wordt gevolgd door een horizontale versnelling (schuifgolf). De schade kan dan ook groter zijn dan bij een vergelijkbare natuurlijke beving. De Schaal van Richter biedt hier geen juiste maat. Het gaat in Groningen om het effect van de grondversnelling (Peak Ground Acceleration).

De Energy Academy Europe is een van de eerste Groningse gebouwen die aardbevingsveilig is ontworpen. Mocht er een beving zijn, dan zullen zes zogeheten seismische wanden de energie van de aardschokken absorberen. Het gebouw beweegt dan flexibel rondom deze stevige, seismische kernen. Andere bijzondere kenmerken om het gebouw aardbevingsveilig te maken zijn, naast het extra geharde en gelaagde glas, loopbruggen in het atrium als verbinding tussen bouwdelen en een dak dat als geheel kan meebewegen. In de constructie zijn voorts veel tussenruimten (dilataties) toegevoegd. Daardoor hebben de pilaren, vloeren, kozijnen en ramen bewegingsruimte.

Fenneke Colstee, Communicatie RUG