Lego langs de snelweg
Een circulair geluidsscherm uit identieke bouwblokken dat met licht, elektrisch materieel kan worden opgezet: dat is de droom van ingenieur Jan Dirk van Duijvenbode.
Als de bouwsector een hoenderhok is, dan was het de Delftse hoogleraar integraal ontwerpen Hennes de Ridder die er halverwege de jaren negentig een knuppel in gooide. Laten we niet bij elk project weer opnieuw proberen het wiel uit te vinden, maar voortaan uitgaan van industrieel flexibel maatwerk, luidde zijn pleidooi.
Zoals ook niet elke auto meer afzonderlijk wordt ontworpen, zo is het voor de bouw net zo min houdbaar om elk bouwwerk compleet from scratch te ontwikkelen. Met vaste blokken als uitgangspunt wordt de bouw flexibeler, goedkoper en duurzamer.
Het pleidooi liet zich samenvatten in één woord: legolisering.
Met blokken een brug bouwen
De praktijk bleek weerbarstig. Sindsdien is het gebruik van geprefabriceerde onderdelen in de bouw weliswaar gestegen, maar deze industrieel vervaardigde grote bouwelementen staan juist haaks op de kleine bouwstenen die De Ridder voor ogen had en die voor talloze toepassingen geschikt zijn.
Toch is de droom nooit verdwenen. ‘Voor mij blijft legolisering een aantrekkelijk perspectief’, zegt civiel ingenieur Jan Dirk van Duijvenbode, werkzaam als senior adviseur innovatie en markt bij Rijkswaterstaat. ‘Grote kunstwerken zoals bruggen of sluishoofden maken van blokken die je als Lego op elkaar kunt stapelen en die je weer los kunt klikken wanneer je ze niet meer nodig hebt: het klinkt nog steeds nastrevenswaardig.’
Het ideale bouwblok
Van Duijvenbode zag met lede ogen hoe de markt naliet de legolisering op te pakken. Hij besloot daarop zelf het ideale bouwblok te gaan ontwerpen. Het resultaat is een standaard bouwelement van veertig centimeter breed en tachtig centimeter lang. ‘De blokken kunnen op diverse manieren worden geschakeld, waarbij een standaard ring en eventueel stalen buizen de losse elementen met elkaar verbinden.’
Van Duijvenbode heeft als materiaal voor beton gekozen, maar in principe zijn andere materialen ook geschikt. ‘Een gemeente vroeg me al of de blokken van hergebruikt kunststof kunnen worden gemaakt. Dat kan zeker, al worden ze dan wel een stuk duurder.’
Geluidsscherm
Zonder concrete toepassingsideeën wordt het nooit wat met dat blokje, dacht Van Duijvenbode. Als ervaren Rijkswaterstaat-ingenieur kwam hij al gauw op geluidsschermen. Want hoewel de stillere elektrische auto in sneltreinvaart de Nederlandse wegen verovert, blijft verkeerslawaai een bron van ergernis. Langs de snelwegen staat inmiddels zo’n tweeduizend kilometer aan geluidsscherm opgesteld en met de grootschalige woningbouwopgave wordt dat alleen maar meer.
De aanleg van geluidsschermen volgens de traditionele methode kost veel materiaal, dat na het einde van de levensduur als afval wordt afgedankt. Het plaatsen ervan is arbeidsintensief. De funderingspalen moeten in de regel diep de grond in worden geheid en blijven achter als het scherm wordt afgedankt. Ook voor de versterking van de biodiversiteit zijn er betere schermen denkbaar.
‘Het had net zo goed een vangrail kunnen zijn of een bankje, maar ik koos voor een geluidswerende wand, een rechtopstaande kering van betonelementen die met een plaatfundering in de grond wordt verankerd’, zegt Van Duijvenbode. ‘Ik kan wel dromen dat ik met mijn blokken meteen een sluis ga bouwen, maar laten we veilig beginnen. Iets simpelers dan een geluidsscherm is bijna niet te bedenken.’
Stabiele slingervorm
Tegelijkertijd stoorde Van Duijvenbode zich aan de huidige geluidsschermen. Ze zitten vaak vol graffiti, pogingen om ze te laten begroeien blijken niet altijd te lukken en de achterkant is ook echt de achterkant.
Doen Van Duijvenbodes blokken het beter? Hij denkt van wel. Een voornaam verschil is dat de blokken op zo’n manier in elkaar passen, dat er een slingervorm ontstaat.
‘Bij Slot Zuylen staat een eeuwenoude, kronkelende slangenmuur. Die vorm streef ik ook na. Voor- en achterzijde zijn gelijk en er ontstaan kleine biotopen voor groen.’
Van Duijvenbode is ervan overtuigd dat alleen al die slingervorm grote stabiliteit garandeert en de noodzaak wegneemt om diepe funderingspalen te slaan. ‘Een betonnen strip in de grond volstaat. Daarop kunnen de blokken worden verankerd.’ Dat kan allemaal elektrisch gebeuren, met relatief licht materieel.
Simulaties aan een blokkenscherm
De eerste modelberekeningen geven hem gelijk. Ontwerpbureau BPO in Delft verrichtte simulaties aan een blokkenscherm van tien meter hoog: 25 lagen boven de grond, twee lagen erin, virtueel vastgemaakt aan de funderingsplaat.
Zelfs bij maximale windbelasting faalt de muur niet, concludeerden de onderzoekers. De stalen buizen die de blokken als het ware aaneenrijgen, veren licht mee in de wind, maar van blijvende vervorming is geen sprake en hetzelfde geldt voor de ringen.
De blokken zelf, stellen de onderzoekers, kunnen een hoop aan, maar bij de windproef werd wel een kritische grens bereikt aan de randen. Een ruimere slingervorm zou hier uitkomst kunnen bieden.
Nog een hoop vragen
Voor Van Duijvenbode is dat laatste geen probleem. ’Elk idee voor verbetering is welkom.’ Zelf vermoedt hij dat het twee keer zo hoog maken van de blokken al zal schelen. Het plan om blokken te ontwerpen waar de zon doorheen kan schijnen, liet hij varen na ontnuchterend onderzoek door TNO. ‘Met het licht drong ook het geluid er weer doorheen’, zegt hij.
Over een jaar of zeven, hoopt Van Duijvenbode, is die al jaren geleden gepropageerde legolisering van de bouw eindelijk een feit en daaraan zullen zijn blokken een bijdrage leveren. ‘Er liggen nog een hoop vragen, maar ik kan me niet voorstellen dat de Nederlandse ingenieurs die niet kunnen oplossen.’
Een patent op zijn bouwstenen, die hij BenBenBlocs heeft genoemd, hoeft Van Duijvenbode niet. Lego vroeg patent aan op zijn steentjes in Van Duijvenbodes geboortejaar – en hij bouwt daar alleen maar op voort, waarbij hij iedereen uitnodigt mee te denken.
Beelden: Slangenmuur: Door GVR - Eigen werk, CC BY-SA 3.0 nl; overig: Jan Dirk van Duijvenbode
