TOEGANGSBRUG AANLEGINRICHTING BINNENHAVEN NOORDLAND -variantenstudie naar vier materiaalopties - document TAN-R C7109

Transcriptie

1 9 TOEGANGSBRUG AANLEGINRICHTING BINNENHAVEN NOORDLAND -variantenstudie naar vier materiaalopties - document TAN-R C7109

2

3 Ministerie van Verkeer en Waterstaat RIJKSWATERSTAAT Bouwdienst TOEGANGSBRUG AANLEGINRICHTING BINNENHAVEN NOORDLAND projectnummer: 3720 TAN-R BIBUOTHEEK Bouwdienst Rijkswaterstaat Postbus LA Utrecht ibliotheek BOUWDIENST RIJKSWATERSTAAT R Qjlo$3Q±A TOEGANGSBRUG AANLEGINRICHTING BINNENHAVEN NOORDLAND - variantenstudie naar vier materiaalopties - status: voorlopig/definitief* Met aanvulling voor kunststofvariant in hoofdstukken 7 en 8, 2 juli 2001 Datum : 8 april 1999 Auteurs: R.A. Daniel, NISS R. Noordzij, NISS G. Nagtegaal, NIW1 Naam Datum Handtekening opgesteld door projectleider R.A. Daniel, NISS 8 Yhoori '?<3 getoetst door bevoegd gezag H. v/d Weijde, NIS %^ vastgesteld door projectleider R.A. Daniel, NISS akkoord principaal Hoofd Dkr. Deltakust H.H.Jager 24 -Q3 -<=) *i ^ ^ ^ ^ Wanneer dit rapport zonder commentaar door de principaal is ondertekend, is het definitief. Anders voorlopig. /

4

5 INHOUD: Pagina: 1. ONDERWERP EN DOEL VAN DE STUDIE 4 2. RANDVOORWAARDEN EN AANNAMEN Geometrische randvoorwaarden Functionele en andere randvoorwaarden Enkele aannamen Methodiek van de studie 6 3. GLOBALE BESCHRITVTNG MATERIAALVARIANTEN Uitwerkingsniveau algemeen Variant 1 - Constructiestaal Variant 2 - Roestvast staal Variant 3 - Kunststof Variant 4 - Aluminium 9 4. BEOORDELINGSCRITERIUM 1 - BOUWKOSTEN Uitgangspunten raming, algemeen Raming variant 1 - Constructiestaal Raming variant 2 - Roestvast staal Raming variant 3 - Kunststof Raming variant 4 - Aluminium BEOORDELINGSCRITERIUM 2 - ONDERHOUD EN LEVENSDUUR Uitgangspunten, algemeen Onderhoud en levensduur variant 1 - Constructiestaal Onderhoud en levensduur variant 2 - Roestvast staal Onderhoud en levensduur variant 3 - Kunststof Onderhoud en levensduur variant 4 - Aluminium BEOORDELINGSCRITERIUM 3 - DUURZAAM BOUWEN Uitgangspunten globale eco-analyse Milieubeschouwing variant 1 - Constructiestaal Milieubeschouwing variant 2 - Roestvast staal Milieubeschouwing variant 3 - Kunststof Milieubeschouwing variant 4 - Aluminium VERGELIJKING STAAL/ALUMINIUM IN MILIEUBELASTENDE STOFFEN Benodigde extra gegevens Rekenmethode, theoretisch 22 Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 2

6

7 7.3. Cijfermatige uitwerking Vergelijking van de watervervuiling Vergelijking van de luchtvervuiling CONCLUSIES EN EIND AD VIES Samenvatting resultaten 8.2. Algemene conclusies 8.3. Eindadvies PvEFERENTIES 29 BIJLAGEN: Tekening TAN-T Toegangsbrug aanlegponton, Variant 1: Constructiestaal Tekening TAN-T Toegangsbrug aanlegponton, Variant 2: Roestvast staal Tekening TAN-T Toegangsbrug aanlegponton, Variant 3: Kunststof Tekening TAN-T Toegangsbrug aanlegponton, Variant 4: Aluminium Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties

8

9 1. ONDERWERP EN DOEL VAN DE STUDIE Dit rapport bevat een variantenstudie naar vier verschillende materiaaluitvoeringen voor een toegangsbrug naar een aanleginrichting in de binnenhaven Noordland. Het rapport kwam tot stand in opdracht van Dienstkring Deltakust, documentnr. TAN-D van 22 okt Inspectie heeft uitgewezen dat een van de aanleginrichtingen in de Noordland binnenhaven dient te worden vervangen [01]. Het betreft hier een toegangsbrug naar een aanlegponton. De ponton en de brug zijn weergegeven op de tekeningen van de voormalige Directie Bruggen, tek.nr. A t/m A van 21 april 1969 [02]. Voor de nieuw te bouwen toegangsbrug is op verzoek van Dienstkring Deltakust een studie verricht naar de vier volgende materiaaluitvoeringen: 1. in staal + conservering; 2. in RVS (roestvast staal); 3. in kunststof; 4. in aluminium. Het voorliggende rapport bevat de bevindingen van deze studie. In lijn met de opdracht zijn vooral de volgende criteria in acht genomen: 1. bouwkosten; 2. onderhoud en levensduur; 3. milieubelasting. Het rapport is afgesloten met een keuzeadvies. Na besluitneming over de keuze kan een opdracht voor het dimensioneren van de brug worden verstrekt. 2. RANDVOORWAARDEN EN AANNAMEN Als uitgangspunt voor deze studie is de geometrische lay-out, de belastingen en andere parameters van het gebruik van de bestaande toegangsbrug gehanteerd. Hieronder de belangrijkste van deze parameters gesplitst in geometrische en functionele randvoorwaarden, gevolgd door enkele aannamen en de beschrijving van de methodiek van de studie Geometrische randvoorwaarden De geometrische randvoorwaarden zijn als volgt: statisch systeem: overspanningen: breedte looppad: lagersysteem: hoogte leuning: doorvaarthoogte: peilmaten: dekzerkhoogte kade: steunvlak tussenpijler: waterstanden binnenhaven: 2 vrij ondersteunde liggers waarvan een op sterke helling; elk brugdeel mm; mm; in dit stadium alleen kostentechnisch relevant; mm t.o.v. bovenzijde dek (in huidige stand 900 mm); geen doorvaart, geen eisen t.a.v. de hoogte; NAP m; NAP m; gemiddeld hoog (GHW): gemiddeld laag (GLW): NAP+1.20 m; NAP m; Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 4

10

11 extreem hoog (HHW): NAP m; extreem laag (LLW): NAP m; bewegingen ponton: horizontaal: vast; verticaal: vrij; dekhoogte ponton: ca m boven water 2 '; overgangsplaten: in dit stadium alleen kostentechnisch relevant Functionele en andere randvoorwaarden De functionele en andere randvoorwaarden worden in dit stadium slechts zeer globaal opgesteld. T.b.v. het dimensioneren dient men een meer gedetailleerd pakket randvoorwaarden op te stellen. Als uitgangspunt worden de randvoorwaarden van de bestaande brug gehanteerd. nuttige belasting: belastingsfactoren: alg. belastingsfactor: stootfactor: intensiteit v/d belasting: andere belastingen: toelaatbare doorbuiging: karakter v/h milieu: aanvaargevaar brug: eisen t.a.v. montage: eisen t.a.v. onderhoud: VOSB 1995, Art. A > 4,0 kn/m 2 ; VOSB 1995: y=l,5; y = 1,3 (in een later stadium mogelijk ter discussie); klein, geen vermoeiingsgevaar; volgens VOSB 1995; max. L/300 (arbitrair voor dit stadium); vrij agressief, water binnenhaven even zout als in de Noordzee, chloridecorrosie mogelijk; niet aanwezig of verwaarloosbaar; brugdelen in het geheel aanvoeren en monteren; alleen buiten de bouwlocatie Enkele aannamen De studie beperkt zich tot de bovenbouw van de loopbrug. De ponton, de tussenpijler en de oplegging aan de kade zijn er niet in opgenomen. Verondersteld wordt dat de omvang van de benodigde aanpassingen aan deze onderdelen betrekkelijk klein of vrijwel gelijk is voor alle materiaalvarianten, zodat de afweging hierdoor niet wordt beinvloed. De lagers en de overgangsplaten (op ponton en tussen de brugdelen) zijn in deze studie alleen in kostentechnische zin opgenomen. Vanwege het kleine materiaalbeslag kan worden aangenomen dat deze details geen invloed hebben op de resultaten van de totale afweging. Hoewel het niet de bedoeling is om in dit stadium diverse bijzondere belastingen te onderzoeken, wordt er in de marge wel enige rekening gehouden met: Incidentele golfklappen en eventuele andere belasting door golven - geen gegevens maar niet uit te sluiten gezien de (hoog)waterstanden, zie 2.1; IJsafzetting - geen gegevens maar gevoelsmatig wel een zorgpunt op deze locatie. Er wordt geen rekening gehouden met kruiend ijs. Aangenomen wordt ook dat de brug geen mogelijkheid hoeft te bieden voor verlichting, kabels, leidingen, doorvoer van zware onderdelen 3 ' en/of (onderhouds)materiaal naar de vaartuigen enz. Er wordt er vanuit gegaan dat de brug op zich nooit Afhankelijk o.a. van de belasting. Meer nauwkeurigheid in dit stadium niet nodig. Zwaar in de zin van: tot een hogere spanning leidend dan de belastingen volgens 2.2. Anders geen probleem. Projector. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 5

12

13 (ook niet incidenteel) als afmeervoorziening zal worden gebruikt Methodiek van de studie Als uitgangspunt voor deze variantenstudie wordt in elk van de vier materialen een schetsmatig ontwerp gepresenteerd. De keuze van deze ontwerpen vond plaats op grond van een zeer globale afweging binnen het projectteam. Hierbij is alleen in kwalitatieve zin gekeken naar diverse aspecten. M.u.v. een globale sterktecontrole is er geen optimalisatie en/of andere cijferrnatige analyse gemaakt. De schetsontwerpen zijn weergegeven op tekeningen TAN-T t/m die deeluitmaken van dit rapport. De gekozen schetsontwerpen zijn vervolgens beoordeeld volgens de criteria zoals genoemd in punt 1 van dit rapport. T.b.v. het criterium bouwkosten zijn van alle schetsontwerpen ramingen gemaakt. Vanwege de sterke relatie tussen onderhoudskosten en levensduur is besloten om onderhoud en levensduur als een criterium te beschouwen. Hierbij is onderhoud breder bekeken dan alleen het kostenaspect. Bij levensduur is enigszins gestreefd om de voor loopbruggen gebruikelijke levensduur van 50 jaar te benaderen, hoewel dit niet als randvoorwaarde wordt beschouwd. Vanwege de zeer globale uitwerking van de vier varianten is het in dit stadium niet mogelijk geweest om een complete levenscyclusanalyse (LCA) te maken. De beschikbare methodiek van LCA leent zich pas bij verder uitgedetaileerde ontwerpen voor toepassing. T.b.v. het derde criterium "milieu" is in kwantitatieve zin volstaan met een versimpelde methode gebaseerd op het bepalen van de energie-inhoud van een product. Uit vergelijkbare studies is de indruk ontstaan dat de resultaten van deze methode (zeker in de GWW sector) redelijk vergelijkbaar zijn met de resultaten van de LCA. In aanvulling op de enegie-beschouwing zijn met name voor staal en aluminium de hoeveelheden van enkele milieubelastende stoffen in beeld gebracht. De analyse is afgesloten met een discussie waarin de beoordelingen volgens de gekozen criteria naast elkaar zijn gelegd. Van een cijferrnatige uitdrukking van deze beoordelingen is in het huidige stadium afgezien. Dit leek verstandig mede gezien de grofheid van de aannamen en de onvermijdelijke subjectiviteit van de zgn. weegfactoren. Als de belangrijkste conclusie van deze discussie is een voorkeur uitgesproken voor een van de materiaalvarianten. 3. GLOBALE BESCHRIJVING MATERIAALVARIANTEN 3.1. Uitwerkingsniveau algemeen De voor deze analyse gekozen schetsontwerpen zijn weergegeven op tekeningen TAN-T t/m , zie bijlagen van dit rapport. Bij het opstellen van deze ontwerpen stond de globale prijs en de globale hoeveelheden van de materialen centraal, niet de technische details. De aangenomen doorsneden e.d. kunnen dus niet zonder verdere controle als basis voor nadere uitwerking worden aangenomen. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 6

14

15 3.2. Variant 1 - Constructiestaal Het schetsontwerp van Variant 1 - Constructiestaal is weergegeven op tekening nr. TAN-T De draagconstructie van elk van de twee brugdelen wordt gevormd door twee raatliggers HE 240A met de profielhoogte van 345 mm. Deze keuze is arbitrair, enigszins gedicteerd door materiaalbesparing en het naar verwachting gunstige gedraag bij wind, golfklappen e.d. Als dwarsliggers zijn enkele lagere HE-profielen aangenomen. Het brugdek kan uit planken van duurzaam verkregen hardhout worden uitgevoerd. Gedacht wordt aan bankirai, maar in deze betrekkelijk kleine afmetingen komen er steeds meer goedkopere, duurzaam verkregen houtsoorten op de markt. De leuning wordt gemaakt uit buizen en bijv. ronde spijlen waarbij het 'klimrek-effect' zoveel mogelijk is vermeden (geen horizontale staven tussenin). Als conservering wordt gedacht aan een van de twee volgende systemen: Epoxy-coating HS 2 x 140 um op 1 x epoxy-primer 80 um, volgens NBD 16312; Aluminiumlaag ca. 300 urn, elektrisch opgespoten. Enkele kenmerkende getallen: Totale massa staal per brugdeel: ca kg; Totaal volume hout per brugdeel: ca. 1,1 m 3 ; Buigspanning in hoofdliggel onder max. belasting: ca. 120 N/mm 2 ; (zonder factoren) (secondaire effecten t.g.v. de openingen nog niet meegerekend) Maximale doorbuiging onder ontwerpbelasting: ca. 12 a 15 mm; (ca. L/1000) Maximale reactie op elk van de 4 steunpunten: ca. 40 kn. (zonder factoren) 3.3. Variant 2 - Roestvast staal Het schetsontwerp van Variant 2 - Roestvast staal is weergegeven op tekening nr. TAN-T De draagconstructie van elk van de twee brugdelen wordt gevormd door twee liggers van buisprofielen. Het brugdek bevindt zich ten hoogte van de onderrand van deze liggers; de bovenrand dient ook als de grijpstaaf van een geintegreerde leuning. De integratie van leuningen in hoofdliggers levert een aanzienlijke gewichtsbesparing van het dure RVS. Hoewel de fabricagekosten als gevolg van moeilijk laswerk wat hoger zullen zijn, levert deze maatregel hier zeker een voordeel. Het systeem van de hoofdliggers is in dit schetsontwerp nog niet volledig uitgewerkt. De hoge prijs van RVS leidt tot zuinig doch onconventioneel materiaalgebruik, wat ook in de vormgeving terug te vinden is. Gedacht wordt aan liggers met in de steunpuntgebieden enkele boogelementen die deels als buig- en deels als vakwerkstaven worden belast. In de middelste gebieden waar de dwarskrachten klein zijn, zou men kunnen volstaan met de koppeling van beide randen door middel van dunne verticale buizen. Om de liggerwerking van het geheel, en de knikstabiliteit van de bovenrand te waarborgen, moeten deze buizen wel enige buigstijfheid hebben. Als alternatief kan i.p.v. buizen voor voile, doorstekende, ronde spijlen worden gekozen. Ook de dwarsliggers zijn in dit concept van buisprofielen. Het brugdek is - net als in Variant 1 - van hardhout. Hierop zijn dezelfde overwegingen van toepassing als in p Enkele kenmerkende getallen: Totale massa RVS per brugdeel: ca kg; Totaal volume hout per brugdeel: ca. 1,1 m 3 ; Buigspanning in hoofdliggel onder max. belasting: ca. 100 N/mm 2 ; (zonder factoren) Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 7

16

17 (secondaire buiging schattingsgewijs meegeteld) Maximale doorbuiging onder ontwerpbelasting: ca. 10 a 12 mm; (ca. L/1200) Maximale reactie op elk van de 4 steunpunten: ca. 40 kn. (zonder factoren) 3.4. Variant 3 - Kunststof Het schetsontwerp van variant 3 - Kunststof is weergegeven in tekening nr. TAN-T-9801 l.er is in verband met kosten gekozen voor een constructie die opgebouwd is uit glasvezelversterkte (GVK) pultrusieprofielen en geperste platen. Door gebruik te maken van standaard profielen/platen worden de kosten voor het bouwen van een produktie-mal bespaard. De profielen en platen worden onderling verbonden door een combinatie van lijmen en (RVS) bouten. Het concept maakt gebruik van meedragende leuningen waardoor de relatief lage elasticiteitsmodulus van kunststof wordt gecompenseerd door een grotere constructiehoogte. De lijfplaten van de ligger worden verstijfd door hoekprofielen in zowel langs- als hoogterichting. De vloer is uitgevoerd als roostervloer met topplaat, een produkt dat ook standaard geleverd wordt in GVK. De roostervloer wordt ondersteund door gekruiste I-balken. Voor het opnemen van de windbelasting is aan de onderzijde van de brug m.b.v. hoekprofielen een windverband aangebracht. Enkele kenmerkende getallen: Totale massa GVK per brugdeel: ca kg; * Buigspanning in hoofdligger: ca. 50 N/mm 2 ; (zonder factoren) Doorbuiging onder ontwerpbelasting: ca. 45 mm; (ca. L/300) Maximale reactie op elk van de 4 opleggingen: ca. 40 kn; (zonder factoren) Op basis van de berekeningen volgt een gewicht van 1700 kg. Bij deze berekeningen is echter nog niet rekening gehouden met een golfbelasting. Deze belasting zal bij dit concept, met dichte zijwanden, tot een gewichtsverhoging leiden. De hierboven beschreven constructie is reeds eerder toegepast in Denemarken bij een tuibrug voor voetgangers, zie foto in Figuur 1. In geval van de loopbrug voor deze studie zullen de tuien - i.v.m. kleinere overspanning - overbodig zijn. Figuur 1: Kunststof tuibrug in Kolding, Denemarken 3.5. Variant 4 - Aluminium Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 8

18

19 Als voordeel voor het gebruik van aluminium als constructiemateriaal kunnen het lage gewicht, een goede corrosieweerstand alsmede de mogelijkheid tot het extruderen van profielen worden gnoemd. Door extruderen kunnen complexe profielen worden gefabriceerd die, doordat voorbewerkingen voor bijvoorbeeld bevestigingsmiddelen meteen worden aangebracht, zeer gemakkelijk in elkaar te zetten zijn. Het ontwerpen en fabriceren van mallen voor dergelijke, vaak complexe, profielen is echter alleen financieel aantrekkelijk indien een groot aantal profielen nodig is. Er is daarom gekozen voor de toepassing van een bestaand systeem dat reeds kant-en-klaar kan worden geleverd. Het schetsontwerp van Variant 4: Aluminium is weergegeven op tekening nr. TAN-T Toegepast wordt aluminiumlegering 6082 T6 conform NEN 6710 (AlMgSil,0 F31 conform DIN 1748). Dit betreft een legering welke uitstekend te extruderen is; daarbij zijn de lasbaarheid en de corrosieweerstand goed. De leuningen van de brug worden, met het oog op de duurzaamheid en de esthetica, geanodiseerd. Voor het verbinden van de standaard elementen wordt gebruik gemaakt van RVS pennen in kwaliteit A2 of A4. De brug wordt in standaard elementen met een lengte van 1,19 m geleverd. Dit wijkt af van andere varianten waar de brug in het geheel wordt aangevoerd. Voor het horizontale brugdeel wordt uitgegaan van een brug met een lengte van 13,1 m; voor het schuine deel word uitgegaan van een brug met een lengte van 14,3 m. Voor de breedte tussen de leuningen is uitgegaan van de standaard binnenmaat van 1,6 m. De bovenregel van de leuning bevindt zich 1,0 m boven de bovenzijde van het loopvlak. De beide zijwanden worden voorzien van staaldraad dat tussen de boven- en onderrand van het vakwerk is gespannen (zie fig. 4) Figuur 2: Samenbouw van de Standaard elementen. Figuur 3: Permanente brag met over-panning van 28 m. Figuur 4: Zijbekleding uitgevoerd in staaldraad. Figuur 5: Toepassing in haven van Hamburg als toegang tot museurrtsclup. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 9

20

21 Enkele kenmerkende getallen: totale massa per brugdeel: ca kg (L= 14,3 m); normaalspanning hoofdligger: ca. 110 N/mm 2 (< 115 N/mm 2 )*; normaalspanning diagonalen: ca. 40 N/mm 2 (< 115 N/mm 2 )*; doorbuiging onder ontwerpbelasting: ca. 45 mm (ca. L/300)*. Dimensionering van de brug is uitgevoerd overeenkomstig DIN-normen. In tegenstelling tot de NEN-normen is gerekend met toelaatbare spanningen (a toel = 115 N/mm 2 ). Door de in NEN 6710 genoemde vloeigrens (f 0>2:d = 250 N/mm 2 ) te delen door de belasting- en stootfactor kan deze worden vergeleken met de gehanteerde toelaatbare spanning volgens de DLN-norm. Rekening houdend met de belastingfactor van 1,5 en de stootfactor van 1,3 volgt een toelaatbare spanning van 128 N/mm 2. De constructie voldoet dus ook aan Nederlandse normen. 4. BEOORDELINGSCRITERIUM 1 - BOUWKOSTEN 4.1. Uitgangspunten raming, algemeen De bouwkosten van elk van de vier variantoplossingen zijn geraamd met als uitgangspunt de volgende aannamen: De bouwkosten omvatten de fabricage-, de transport- en de montagekosten inclusief alle benodigde voorzieningen maar exclusief eventueel onderhoud en/of aanpassingen aan de onderbouw; Het slopen van de oude loopbrug valt buiten de raming. Deze kostenpost is klein (mogelijk levert de brug zelfs geld op) en in principe gelijk voor alle varianten. De engineeringskosten 4 ' zijn niet meegerekend. Mocht men deze kosten globaal willen inschatten dan kan worden uitgegaan van ca. 8 a 10% (bij kunststof wat meer) van de bouwkosten; De bouwkosten zijn geraamd inclusief alle zgn. "staartkosten" en exclusief BTW. Bouwplaatskosten zijn er niet - de bruggen worden in het geheel aangevoerd en aansluitend gemonteerd; De nauwkeurigheid van de raming is ± 30% voor RVS en kunststof en ± 20% voor staal en aluminium Raming variant 1 - Constructiestaal De bouwkosten van Variant 1 - Constructiestaal worden geraamd als volgt: Per brugdeel: Stalen draagconstructie ongeconserveerd, ca kg: Conservering constructie d.m.v. epoxy HS-coating: Thermisch verzinkt leuningwerk, ca. 500 kg: Conservering leuningen d.m.v. epoxy HS-coating: Geprofileerd houten brugdek van bakirai, geen AS-laag Lagers, overgangsplaten, toebehoren: Transport en montage m.b.v. mobiele kraan: Onvoorzien (10%): f ,- f 4.000,- f 5.000,- f 1.000,- f 4.000,- f 4.000,- f 6.000,- f 4.000,- 41 In geval van engineering in een van de alternatieve materialen binnen (of onder leiding van) RWS is er niet alleen sprake van kosten maar ook van leerwaarde. Dit aspect kan eventueel ook worden meegewogen. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 10

22

23 Totaal een brugdeel exclusief BTW: Totaal twee brugdelen exclusief BTW: f ,- f ,- Opmerking: Mocht men i.p.v. de epoxy HS-coating voor een elektrisch opgespoten aluminiumlaag kiezen dan is de kostenstijging ca. f ,- per brugdeel Raming variant 2 - Roestvast staal De bouwkosten van Variant 2 - Roestvast staal worden geraamd als volgt: Per brugdeel: RVS draagconstructie met geintegreerde leuning ca kg (oppervlakte gebeitst en gepassiveerd) Geprofileerd houten brugdek van bakirai, geen AS-laag: Lagers, overgangsplaten, toebehoren: Transport en montage m.b.v. mobiele kraan: Onvoorzien (10%): f ,- f 4.000,- f ,- f ,- f ,- Totaal een brugdeel exclusief BTW: f ,- Totaal twee brugdelen exclusief BTW: f ,- Opmerking: In deze raming is uitgegaan van staal AISI 316L i.v.m. het gevaar van de zgn. chloridecorrosie. Mocht bij nader inzien een goedkoper RVS-soort voldoen dan zijn de kosten wat lager. In geval van staalsoort AISI 304L is dan de besparing per brugdeel in de orde van f ,-. Aan de nog duurdere zgn. duplex-stalen wordt op dit moment niet gedacht Raming variant 3 - Kunststof Bij het bepalen van de kosten wordt uitgegaan van een karakteristieke prijs voor een glasvezelversterkte constructie uit pultrusieprofielen. Deze prijs omvat zowel materiaalkosten als samenbouwkosten maar nog niet de engineeringkosten en de transport- en plaatsingskosten. Deze karakteristieke prijs bedraagt ca. f 30,-/kg. De bouwkosten per brugdeel worden als geraamd volgt: GVK draagconstructie: f ,-* Lagers, overgangsplaten, toebehoren: f 4.000,- Transport en montage m.b.v. mobiele kraan: f 6.000,- Onvoorzien 10% j 7.000,- Totaal een brugdeel exclusief BTW: f ,- Totaal twee brugdelen exclusief BTW: f ,- rekening houdend met de gewichtsverhoging zoals hiervoor besproken. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 11

24

25 4.5. Raming variant 4 - Aluminium De bouwkosten voor de bruggen zijn bepaald op basis van een offerte van de firma elnha welke deze 'Logis-Systeembrucke' vertegenwoordigt in Nederland. De bruggen worden geleverd door de firma PML uit Singen (D). Onderdeel: L= 13.1 m L= 14.3 m totaal brug, incl. overgangsplaten anodiseren leuning randprofiel anti-slip slijtlaag bekleding zijwand door staaldraad afdekking risicopunt verbindingen * transport + montage totaal % onvoorzien totaal (excl. BTW) *' Er is nog enige bezorgdheid over het corrosie-gedrag van aluminium t.p.v. de verbindingen met RVS-pennen in maritiem milieu. Dit risicopunt wordt hier afgedekt met een extra bedrag. Tabel 1: Kostenraming aluminium loopbrug in guldens. Bij de bovenstaande raming zijn de volgende uitgangspunten gehanteerd: Een breedte van 1.6 m tussen de leuningen. De kosten van onderdelen hebben betrekking op de fabricage alsmede de levering op de bouwplaats; de transport- en montagekosten hebben betrekking op het samenbouwen van alle onderdelen op de bouwplaats alsmede het plaatsen van de complete brug m.b.v. een mobiele kraan. De kosten voor de slijtlaag hebben betrekking op een polyurethaan slijtlaag. Het aanbrengen van een traditionele teervrije epoxy-slijtlaag leidt tot een kostenreductie van circa fl ,-. De enigszins afwijkende bouwmethode van deze brug is voor deze variantenstudie niet essentieel. De kosten van een volledig uit plaatmateriaal opgebouwde gelaste constructie wijken niet veel af van de bovenstaande kosten. Zijwandafwerking en -bekleding maken de standaard oplossing toch nog prijzig. Toepassing van een volledig gelaste constructie voorkomt bovendien het gevaar van galvanische corrosie, zoals genoemd in BEOORDELINGSCRITERIUM 2 - ONDERHOUD EN LEVENSDUUR 5.1. Uitgangspunten, algemeen Zoals gezegd, is de relatie tussen onderhoud en levensduur zodanig sterk dat beide aspecten als een criterium moeten worden beschouwd. Om de vergelijking eenduidiger te maken, is geprobeerd om de variatie van een van deze aspecten, de levensduur, te beperken door als streefgetal de levensduur van 50 jaar te hanteren. Dit uitgangspunt wordt ook onderbouwd door het feit dat er gedurende 50 jaar niet alleen de fysieke conditie van deze loopbrug achteruitgaat - maar ook bijv. de functionele geschiktheid, de toepasbaarheid van nieuwe (onderhouds)technieken enz. Naast een veroudering in de fysieke zin (m.u.v. kunststof betrekkelijk klein) is er dus sprake van functionele en technische veroudering. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 12

26

27 In deze studie wordt het aspect onderhoud op twee verschillende manieren bekeken: in financiele zin (inspectie- en onderhoudskosten); in technische zin (onderhoudsvriendelijkheid, eventuele stremmingen, ander ongemak e.d.). Het resultaat van de financiele analyse is een geschat bedrag (in guldens) van de totale onderhoudskosten in 50 jaar levensduur. Bij de technische analyse wordt volstaan met een korte opsomming van de aandachtspunten. De schattingen van de onderhoudskosten zijn - afhankelijk van de variant - gebaseerd op: percentages van de stichtingskosten op jaarbasis (staal); eigen grove schattingen van het te verrichten onderhoud (RVS, deels kunststof en aluminium); gegevens en indicaties van de leveranciers (deels kunststof en aluminium). Het effect van de rente en inflatie is in de onderhoudskosten niet verrekend. Toch wordt voorgesteld om de vermelde bedragen als gekapitaliseerde onderhoudskosten te beschouwen, direct optelbaar bij de stichtingskosten. Er wordt verondersteld dat de besparing die door het terugkapitaliseren ontstaat, ongeveer even groot is als de verwachte stijging van de onderhoudskosten in de toekomst Onderhoud en levensduur variant 1 - Constructiestaal Als kengetal voor onderhoudskosten van bruggen kan worden uitgegaan van 1,0% van de stichtingskosten per jaar. Dit getal komt uit ervaring, en wordt bevestigd o.a. door de specialisten van de afdeling PD van de Bouwdienst. Vanwege kleinschaligheid wordt in dit rapport met 1,5% gerekend. De totale onderhoudskosten van Variant 1 - Constructiestaal bij 50 jaat levensduur zijn dan: Bij conventioneel verfsysteem (epoxy HS-coating): f ,- 0, = per brugdeel: f ,- twee brugdelen: f ,- Bij metallieke deklaag (aluminium-coating, elektrisch): miniem, naar schatting = per brugdeel: f 6.000,- twee brugdelen: f ,- Deze bedragen komen ongeveer overeen met de kosten van: reguliere inspecties; klein onderhoud, bijv. aandraaien bouten van houten dek; 2 keer stralen en conserveren buiten de locatie (alleen bij conventioneel verfsysteem); 1 keer vervangen van het houten brugdek; Om de verwachte verdere stijging van onderhoudskosten in de toekomst te compenseren, wordt voorgesteld om dit bedrag als gekapitaliseerde onderhoudskosten te beschouwen - dus om het renteeffect niet af te trekken, zie redenering in 5.1. De gunstige verwachtingen t.a.v. de onderhoudskosten bij toepassing van aluminium-coating zijn gebaseerd op diverse studies t.b.v. andere projecten van Rijkswaterstaat. Als referentiebron kunnen o.a. de volgende projecten worden genoemd: Buizenframe van geluidscherm langs de A16 bij Dordrecht (18000 m 2 ); Brugdeel in A50, geexposeerd bij TNO in Den Helder (34 m 2 ); Fundatiebuizen voor de loopbrug van kunststof in Harlingen (67 m 2 ); Looppaden van de keerschuif in Ravenswaay (10 m 2 ); Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 13

28

29 Deuraanslagen in sluishoofden van de 2 e Sluis Lith (120 m 2 ); Montagevlak voor houten brugdekken van de draaibruggen Sas van Gent en Sluiskil. Nadere informatie over de techniek van aluminium-deklagen kan worden verkregen in publicaties [08] t/m [12], zie referentielijst van dit rapport (op aanvraag toe te sturen). Andere aandachtspunten m.b.t. het onderhoud van dit variant zijn als volgt: T.b.v. de 'grote' onderhoudsbeurt (stralen en conserveren) moet rekening worden gehouden met gestremde toegang tot de aanlegponton van minimaal 2 a 3 weken. In geval van een aluminiumdeklaag mag men aannemen dat de brug (o.a. dankzij de katodische werking) 50 jaar mee zal gaan. Hierbij is uitgegaan van min. 30 jaar levensduur van de aluminiumlaag en max. 20 jaar corrosie van staal (marge voor corrosietoeslag aanwezig). Indien men bij een aluminiumlaag daadwerkelijk van 50 jaar onafgebroken bedrijf uitgaat dan zullen ook de lagers extra aandacht verdienen. Hiermee is voorlopig geen rekening gehouden. In geval van de keuze voor een aluminiumdeklaag is het logisch om ook de leuning van deze laag te voorzien, i.p.v. het thermisch verzinken. In de raming is uitgegaan van de demontage en montage m.b.v. een mobiele kraan. Mocht dit om wat voor reden dan ook niet mogelijk zijn dan moet men een (duurdere!) bok huren Onderhoud en levensduur variant 2 - Roestvast staal Bij de Bouwdienst zijn op dit moment nog geen ervaringen met onderhoud van roestvast stalen bruggen. Er zijn wel ervaringen met het gedrag van RVS-onderdelen van diverse weg- en waterbouwkundige constructies, zoals geleidingen, aanslagen, opleggingen van bruggen enz. Dit betreft ook een chloride-houdend milieu (zeewater). Aan de hand van deze ervaringen kan men aannemen dat een loopbrug van staal AISI 316L (of gelijkwaardig) de levensduur van 50 jaar wel haalt. Het benodigde onderhoud is dan beperkt. De orde van de totale onderhoudskosten is: miniem, naar schatting = per brugdeel: f 6.000,- twee brugdelen: f ,- Deze bedragen komen ongeveer overeen met de kosten van: reguliere inspecties; klein onderhoud, bijv. aandraaien bouten houten dek, regelmatig schoonmaken; 1 keer vervangen van het houten brugdek; Ook in dit geval wordt voorgesteld om deze bedragen als gekapitaliseerde onderhoudskosten te beschouwen (dus zonder terugkapitaliseren), om de verwachte stijging van onderhoudskosten in de toekomst te compenseren, zie redenering in 5.1. Andere aandachtspunten m.b.t. het onderhoud van dit variant zijn als volgt: Vooralsnog wordt ervan uitgegaan dat het beitsen en passiveren niet hoeft te worden herhaald. Mocht dit in de 50 jaar levensduur toch nodig zijn dan komt er per brugdeel ca. f ,- bij. In geval er toch onderhoud aan de brug nodig blijkt te zijn, moet men rekening houden met een gestremde toegang tot de aanlegponton van minimaal 2 weken. Indien men bij een RVS-loopbrug daadwerkelijk van 50 jaar onafgebroken bedrijf uitgaat dan zullen ook de lagers extra aandacht verdienen. Hiermee is voorlopig geen rekening gehouden. In het voorgestelde ontwerp hebben ook de spijlen een functie in de globale krachtenwerking. De inspecties van deze elementen (incl. lassen) mogen dus niet minder zorgvuldig zijn. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 14

30 In de raming is uitgegaan van de demontage en montage m.b.v. een mobiele kraan. Mocht dit om wat voor reden dan ook niet mogelijk zijn dan moet men een (duurdere!) bok huren. Nog betere resultaten t.a.v. het onderhoud kunnen waarschijnlijk worden bereikt bij toepassing van het zgn. duplex-rvs. Dit nog duurder materiaal is hier niet verder onderzocht. Het verdient echter de aandacht bij eventuele nadere belangstelling voor RVS naar aanleiding van dit rapport Onderhoud en levensduur variant 3 - Kunststof Gezien de geringe ervaring met kunststoffen op het gebied van dit type constructies (zeker in dit type milieu en met deze levensduur), is het moeilijk om een nauwkeurige waarde te geven voor de onderhoudskosten. De ervaringen opgedaan in andere sectoren, zoals scheepsbouw, wijzen erop dat bij de kunststof variant een levensduur van 50 jaar haalbaar is met zeer gering onderhoud. Invloeden van de omgeving zoals uv-licht kunnen leiden tot een "verkrijting" van het geexposeerde oppervlak. Dit effect leidt niet tot een afname van de sterkte en het nemen van maatregelen hiertegen betreft dan ook slechts esthetische aspecten. Deze maatregelen zijn echter gering; op het betreffende oppervlak kan na licht schuren en ontvetten een nieuwe toplaag van epoxy/polyester worden aangebracht. Dit vereist dus niet het afvoeren van de brug naar de fabriek, zoals bij de stalen variant. Indien gewenst, zal deze handeling een keer gedurende de levensduur van de brug plaats moeten vinden. Opgemerkt moet worden dat bij het ontwerpen wel rekening wordt gehouden met een achteruitgang van de mechanische eigenschappen van de kunststof gedurende de levensduur. Dit staat echter los van onderhoud. Indien er onderhoud wordt gepleegd, is dit dus alleen om esthetische redenen. De onderhoudskosten worden in dit stadium geschat op 0,5% van de bouwkosten op jaarbasis: f ,- 0, = per brugdeel: f ,- twee brugdelen: f ,- Deze kosten omvatten ongeveer de volgende handelingen: reguliere inspecties; klein onderhoud zoals aandraaien bouten; Aanbrengen nieuwe toplaag zichtbare delen; 1 maal vervangen van de looproosters. Ook in dit geval wordt voorgesteld om deze bedragen als gekapitaliseerde onderhoudskosten te beschouwen (dus om het rente-effect niet af te trekken), om de verwachte stijging van onderhoudskosten in de toekomst te compenseren, zie redenering 5.1. Andere aandachtspunten m.b.t. het onderhoud van deze variant zijn als volgt: In het geval er onderhoud aan de brug wordt gepleegd, moet men rekening houden met een gestremde toegang tot het ponton van minimaal een halve week. Het is niet onwaarschijnlijk dat de levensduur van de brug groter zal zijn dan 50 jaar. Extra onderhoud gedurende de levensduur aan lagers e.d. wordt voorlopig niet in de beschouwing meegenomen. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 15

31

32 5.5. Onderhoud en levensduur variant 4 - Aluminium Op basis van ervaringen uit de scheepsbouw (jachten, mijnenvegers), offshore (helicopterdeks) en de transportsector (containers), waar vergelijkbare aluminiumlegeringen onbeschermd zijn toegepast, mag worden aangenomen dat voor deze brug een levensduur van 50 jaar haalbaar is. Hierbij kan het oppervlak door de atmosferische invloeden donker verkleuren en zeer licht geruwd worden. De RVS pennen, zoals standaard toegepast in de hier beschreven PML-bruggen, kunnen leiden tot het optreden van galvanische corrosie waarbij het onedeler aluminium zich zal willen opofferen ten gunste van het RVS. Doordat het oppervlak van de aluminium delen vele malen groter is dan het oppervlak van de RVS pennen, zal bij het optreden van galvanische corrosie de globale materiaalafname van het aluminium zeer beperkt blijven. Een ernstiger aantasting op locaal niveau is echter niet uit te sluiten. Er zullen dus maatregelen moeten worden getroffen om deze vorm van corrosie te voorkomen. Hierbij moet bijv. worden gedacht aan het aanbrengen van isolatiemateriaal rondom de RVS pennen of het toepassen van pennen van een ander materiaal. Vooralsnog wordt ervan uitgegaan dat de te treffen ontwerp voorzieningen (zie kostenraming in 4.5, tabel 1) een extra onderhoud overbodig maken. De onderhoudskosten worden in dit stadium geschat op 0,5% van de bouwkosten op jaarbasis: Brugdeel 13,1 m: f ,- 0, = f ,- Brugdeel 14,3 m:: f ,- 0, = f ,- Onderhoudskosten beide brugdelen: f ,- Deze kosten omvatten ongeveer de volgende handelingen: reguliere inspecties; klein onderhoud als gevolg van mechanische beschadigingen, slijtage e.d.; eenmalig aanbrengen nieuwe slijtlaag; bij variant met RVS pennen - bijwerken isolatie e.d. 6. BEOORDELINGSCRITERIUM 3 - DUURZAAM BOUWEN 6.1. Uitgangspunten globale eco-analyse In de methodiek voor het onderzoek naar de milieu-effecten van producten, hier de "eco-analyse" 5) te noemen, vindt in de laatste decennia een aanzienlijke groei plaats. Ondanks de verscheidenheid aan rekenmodellen in de literatuur, is er echter nog geen bruikbare methode ontwikkeld die in een vroeg stadium van een weg- en waterbouwkundig project tot goed onderbouwde keuzes zou leiden. Hiervoor kunnen ten minste 2 redenen worden genoemd: De ontwikkeling van eco-analyses is geinitieerd en vindt tot nu toe vooral plaats met betrekking tot massaproductie van goed gedefinieerde, op zich staande producten waarvan de levenscyclus ook redelijk bekend is. Men beschikt dan meestal over gegevens die bij complexe, grof uitgewerkte projecten nog niet voorhanden zijn. Het is eigen aan een eco-analyse (zowel van een product als van een project) dat er diepgaande vragen naar de relaties met de omgeving worden gesteld. Zonder zulke vragen is een eco-analyse 51 Deze term heeft zich in verschillende talen al geworteld (bijv. eco-analysis, Okobilanz enz.). Om een goede aansluiting bij de ontwikkelingen in het buitenland te behouden, lijkt het verstandig om dezelfde benaming te hanteren. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 16

33

34 niet mogelijk. De antwoorden op deze vragen zijn in geval van vaag afgebakende projecten zeer moeilijk. Om deze redenen is het vrijwel ondoenlijk om voor de vraagstelling van deze studie een complete zgn. levenscyclusanalyse (LCA) te maken. Wat wel mogelijk is, is de beschouwing die de hoeveelheden te gebruiken energie met elkaar vergelijkt. Hoewel een aantal milieu-aspecten (bijv. toxische eigenschappen, ecologisch evenwicht e.d.) dan buiten beschouwing biijft, geeft dit een redelijke eerste indicatie. Binnen deze aanpak kan worden gekozen tussen [03]: Energie-analyse: Leidt tot een totale hoeveelheid energie die gebruikt wordt om een product uit de ruwe grondstoffen te verkrijgen; Exergie-analyse: Beschouwt naast de benodigde, directe energie-input ook de zgn. "energetische waarde" van zowel de grondstoffen als het uiteindelijke product. In deze studie is gekozen voor een globale exergie-analyse. Dit houdt o.a. in dat er alleen naar het basismateriaal wordt gekeken. De invloed van bijv. houten dekken, RVS verbindingsmiddelen e.d. is marginaal en valt hier buiten beschouwing. Als uitgangspunt voor deze analyse zijn voor de te beschouwen materialen de volgende energie waarden aangenomen (Tabel 2): Materiaal Toestand Gebruikte energie en energetische waarde van materialen (MJ/kg) In het materiaal opgeslagen energie (MJ/kg) Constructiestaal primair 46 7 (bijv. S235 JO) secundair 36 7 Roestvast staal primair (AISI316L) secundair Kunststof (polyester + glasvezels) primair 33 9 Aluminium primair (bijv. AlMgSil) secundair Tabel 2: Energie-waarden van de voor de loopbrug te beschouwen materialen Opmerkingen: 1. Met de keuze van deze gegevens is zo kritisch mogelijk omgegaan. Toch is de betrouwbaarheid hiervan gering vanwege de grote verschillen in de bestaande publicaties en andere bronnen 6 '. 2. De getallen voor constructiestaal komen uit de bronnen van NewProducts bv in Delft, [03]. De energetische waarde van secondair staal is - bij gebrek aan andere gegevens - ingeschat. 61 Voorbeeld: Energetische waarde kg staal: volgens NewProducts bv [03] 46 MJ; volgens PRe Consultants [04] 31 MJ; volgens Intron [06] 18 MJ, volgens Carnegie-Mellon Univ. [05] 6 MJ. In dit rapport worden de getallen van NewProducts gehanteerd. Omdat deze in het algemeen hoger liggen dan volgens de andere bronnen, gaan wij ervan uit dat de exergiebeschouwing ook de verwerking van het basismateriaal (hier profielstaal) in het product (hier brug) inhoudt. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 17

35

36 3. De getallen voor RVS zijn - bij gebrek aan andere gegevens - ingeschat op het niveau van 1,5 x constructiestaal. Dit naar aanleiding van o.a. hogere smeltpunten van chroom en nikel, en minder energiezuinige (per kg materiaal) productie- en bewerkingsprocessen. 4. De getallen voor vezelversterkte polyester zijn afgeleid van de energiewaarden in het rapport [04] van PRe Consultants in Amersfoort. Hierbij is naar verhouding met getallen voor een andere kunststof een toeslag voor exergie-beschouwing toegepast. 5. De getallen voor aluminium komen uit de bronnen van NewProducts bv in Delft, [03]. Bij de inschatting van de milieubelasting is in de gegevens in Tabel 2 (voor zover van betekenis) ook rekening gehouden met andere betrokken materialen. Hoewel deze gegevens niet uit de weg- en waterbouwkundige sector komen, wordt dus slechts t.b.v. onderhoud een toeslag voor conservering, houten dekken, verbindingsmiddelen in kunststof en aluminium enz. gerekend. Omdat met name staal en aluminium interessante verschillen vertonen in milieu-gedrag, wordt voor deze twee varianten ook de water- en luchtvervuiling in kaart gebracht. Het gaat hier om de vervuiling door enkele primaire stoffen als gevolg van de productie van de benodigde hoeveelheid basismateriaal. De gegevens zijn ontleend van de publicaties van de Carnegie-Mellon University in Pittsburgh, Verenigde Staten [05] Milieubeschouwing variant 1 - Constructiestaal Er wordt uitgegaan van 80% primair staal en 20% secondair staal. Hoewel er geen harde gegevens over bestaan, wordt op grond van de signalen uit de staalindustrie aangenomen dat deze getallen ongeveer overeenkomen met de Europese praktijk. Nadere controle van deze aanname is hier overbodig omdat de analyse er weinig gevoelig voor is. De verschillen in de energiewaarden van primair en secondair staal zijn namelijk klein, zie Tabel 2. De totale massa benodigd constructiestaal per 2 brugdelen is 6000 kg, zie 3.2. De exergie-waarde na aftrek van de in het materiaal opgeslagen energie is dan op grond van Tabel 2: Ex 0slaal = 6000 [0,8 (46-7) + 0,2 (36-7)] = MJ. Deze energie geldt voor de brug bij oplevering. Omdat de exergie-beschouwing ook de energetische waarde van andere betrokken materialen inhoudt, wordt ervan uitgegaan dat dit de geconserveerde toestand betreft. Het lijkt echter niet aannemelijk dat in de gegevens in Tabel 2 het bij Rijkswaterstaat gebruikelijk onderhoud is verdisconteerd. Een directe bepaling van de energetische waarde van dat onderhoud kan pas bij nadere uitwerking plaatsvinden, bijv. volgens de methodiek van [04]. In dit rapport wordt volstaan met de inschatting dat 1 x stralen en conserveren voor ca. 50% van het verschil tussen de exergie-waarde van (46-7) MJ/kg [03] en de energie-waarde van 31 MJ/kg [04] zorgt. In geval van 2 x stralen en conserveren in de levensduur van 50 jaar leidt dit tot: Ex Utaal = ,5 ( ) = MJ. De energie-impact van het houten dek is klein en kan in dit stadium buiten beschouwing worden gelaten. Het totale energiegebruik in geval van Variant 1: Constructiestaal wordt dus ingeschat op: Ex slaal = Ex 0slaal + Ex ]slaal = = MJ. Andere milieuaspecten dan energie (bijv. aantasting door toxische werking, uitputting, verstoring Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 18

37

38 van ecologisch evenwicht e.d.) vallen in dit stadium buiten beschouwing. Voor dit materiaal wordt nog globaal gekeken naar de water- en luchtvervuiling door enkele stoffen, zie hoofdstuk Milieubeschouwing variant 2 - Roestvast staal Er wordt uitgegaan van 70% primair RVS en 30% secondair RVS. Hoewel er geen harde gegevens over bestaan, kan redelijksgewijs worden verwacht dat het percentage secondair RVS vanwege de prijs wat hoger is dan bij constructiestaal. Nadere controle van deze aanname wordt hier overbodig geacht vanwege de kleine gevoeligheid van de analyse op de variatie van dit percentage. De verschillen in de energiewaarden van primair en secondair RVS zijn namelijk klein, zie Tabel 2. De totale massa benodigd RVS per 2 brugdelen is 5600 kg, zie 3.2. De exergie-waarde na aftrek van de in het materiaal opgeslagen energie is dan op grond van Tabel 2: r 0 R V S = 5600-[0,7 (69-11)+ 0,3 (54-11)]= MJ. Deze energie geldt voor de brug bij oplevering. Omdat de exergie-beschouwing ook de energetische waarde van andere betrokken materialen inhoudt, wordt ervan uitgegaan dat alle benodigde processen (bijv. beitsen en passiveren) erin zijn opgenomen. Het lijkt ook aannemelijk dat het regelmatig schoonmaken en ander klein onderhoud in de getallen in Tabel 2 is verdisconteerd. In de levensduur van 50 jaar, treedt dus geen extra energiegebruik op: x I R V S = = 0MJ. De energie-impact van het houten dek is klein en kan in dit stadium buiten beschouwing worden gelaten. Het totale energiegebruik in geval van Variant 2: Roestvast staal is dus: Ex RVS = x 0RVS + Ex x RVS = = MJ. Andere milieuaspecten dan energie (bijv. aantasting door toxische werking, uitputting, verstoring van ecologisch evenwicht e.d.) vallen in dit stadium buiten beschouwing Milieubeschouwing variant 3 - Kunststof Bij een vezelversterkte kunststof is het onderscheid tussen primair en secundair niet aan de orde. In de meeste gevallen is het onmogelijk om de matrix in bruikbare vorm terug te winnen. Ook zijn de verbrandings- en andere verwerkingstechnieken zowel economisch als energetisch aantrekkelijker. De totale massa van de benodigde kunststof per 2 brugdelen is 4000 kg, zie 3.4. De exergie-waarde na aftrek van de in het materiaal opgeslagen energie is dan op grond van Tabel 2: Ex okunststof = 4000-(33-9)= MJ. Deze energie geldt voor de brug bij oplevering. Omdat de exergie-beschouwing ook de energetische waarde van andere betrokken materialen inhoudt, wordt ervan uitgegaan dat er geen toeslag voor eventuele verbindingsmiddelen, lijmen, afwerking met andere materialen enz. behoeft te worden toegepast. Het te verwachten onderhoud aan de kunststof brug is ook marginaal. Toch zijn er op dit Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 19

39

40 moment te weinig ervaringen mee om met zekerheid te stellen dat er 50 jaar lang geen noemenswaardig onderhoud nodig zal zijn. Bekend is dat kunststoffen o.a. meer aan veroudering onderhevig zijn dan andere materialen in deze studie. Om deze onzekerheid enigszins te verdisconteren, wordt globaal een toeslag van 25% toegepast. Dit is vergelijkbaar met bijv. 1 x vervanging van het dek. Ex Uunslslof = 0, = MJ. Het totale energiegebruik in geval van Variant 3: Kunststof wordt dus ingeschat op: Ex kunslstof = Ex okunslstof + Ex Uunslstof = = MJ. Andere milieuaspecten dan energie (bijv. aantasting door toxische werking, uitputting, verstoring van ecologisch evenwicht e.d.) vallen in dit stadium buiten beschouwing Milieubeschouwing variant 4 - Aluminium Er wordt uitgegaan van 60% primair, en 40% secondair aluminium. Het tweede getal ligt hoger dan bijv. bij staal o.a. omdat recycling van aluminium een hogere prioriteit verdient. De reden hiervoor is de zeer grote energiebehoefte bij elektrolyse van bauxiet. Hoewel er geen harde gegevens over bestaan, wordt naar aanleiding van diverse rapporten verondersteld dat de aluminiumindustrie in Europa de 40% recycling benadert. Mocht de mogelijkheid zich voordoen dan is het zinvol om deze aanname te toetsen omdat deze analyse er aanzienlijk gevoelig voor is. De verschillen in energiewaarden van primair en secondair aluminium zijn namelijk groot, zie Tabel 2. De totale massa benodigd aluminium per 2 brugdelen is 3200 kg, zie 3.5. De exergie-waarde na aftrek van de in het materiaal opgeslagen energie is dan op grond van Tabel 2: Ex 0alum = 3200-[0,6-(137-33)+ 0,4-(45-33)]= MJ. Deze energie geldt voor de brug bij oplevering. Omdat de exergie-beschouwing ook de energetische waarde van andere betrokken materialen inhoudt, wordt ervan uitgegaan dat dit de (indien nodig) geconserveerde brug betreft. Omdat de brug in het voorgestelde schetsontwerp bijzonder licht is uitgevoerd, bestaat er enige twijfel over de haalbaarheid van 50 jaar levensduur zonder onderhoud. Om deze onzekerheid te verdisconteren, wordt - even als bij de kunststofvariant - een toeslag van 25% toegepast. Dit is vergelijkbaar met bijv. 1 x vervanging van het brugdek: Ex Xahm = 0, = MJ. Het totale energiegebruik in geval van Variant 4: Aluminium wordt dus ingeschat op: Ex alum = Ex Qalum+ Ex lalum = = MJ. Andere dan energie milieuaspecten (bijv. aantasting door toxische werking, uitputting, verstoring van ecologisch evenwicht e.d.) vallen in dit stadium buiten beschouwing. Omdat het gevonden energiegebruik praktisch gelijk is aan dat van staal, wordt voor deze twee materialen een globale extra beschouwing gemaakt. Deze beschouwing betreft water- en luchtvervuiling door een aantal chemische stoffen, zie hoofdstuk 7. Projectnr. 3720: Toegangsbrug aanleginrichting binnenhaven Noordland Documentnr R-99008: Rapport Variantenstudie naar 4 materiaalopties 20