3. Zon op geluidsscherm.pdf
Tekst van het document
RAPPORT Zon op geluidsschermen A10 Noord Klant:
Gemeente Amsterdam
Referentie: BI7528-MI-RP-230515-1534 Status:
Definitief/2.0
Datum:
29 juni 2023
Projectgerelateerd
HASKONINGDHV NEDERLAND B.V.
Laan 1914 no.35 3818 EX Amersfoort Netherlands Mobility & Infrastructure +31 88 348 20 00 T +31 33 463 36 52 F info@rhdhv.com E royalhaskoningdhv.com W
Titel document: Zon op geluidsschermen Sub titel: A10 Noord Referentie: BI7528-MI-RP-230515-1534 Uw kenmerk Click or tap here to enter text. Status: Definitief/2.0 Datum: 29 juni 2023 Projectnaam: A10 NGS Zon op Geluid Projectnummer: BI7528 Auteur(s): Chris Spiering, Gerben Tornij, Lieuwe van der Lugt en Dennis van Kan Opgesteld door: Chris Sperings Gecontroleerd door: Gerard Broekstra Datum: 29 juni 2023 Goedgekeurd door: Gerard Broekstra Datum: 7 juli 2023
Classificatie Projectgerelateerd
Behoudens andersluidende afspraken met de Opdrachtgever, mag niets uit dit document worden verveelvoudigd of openbaar gemaakt of worden gebruikt voor een ander doel dan waarvoor het document is vervaardigd. HaskoningDHV Nederland B.V. aanvaardt geen enkele verantwoordelijkheid of aansprakelijkheid voor dit document, anders dan jegens de Opdrachtgever. Let op: dit document bevat mogelijk persoonsgegevens van medewerkers van HaskoningDHV Nederland B.V.. Voordat publicatie plaatsvindt (of anderzins openbaarmaking), dient dit document te worden geanonimiseerd of dient toestemming te worden verkregen om dit document met persoonsgegevens te publiceren. Dit hoeft niet als wet- of regelgeving anonimiseren niet toestaat. 29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
ii
Projectgerelateerd
Inhoud 1
Inleiding
1
1.1
Visie en strategie gemeente Amsterdam
1
1.2
De Routekaart van de gemeente Amsterdam
1
1.3
Elektriciteitsopwekking
1
1.4
Context project
2
1.5
Doel project Zon op Geluid
2
1.6
Ontwerprapportage
3
1.7
Leeswijzer
4
2
Onderzoeksfase
5
3
Constructieve haalbaaheid
8
3.1
Aanpak
8
3.2
Uitgangspunten
8
3.2.1 3.2.2
Materialen Referentiedocumenten
8 8
3.3
Varianten
8
3.4
Resultaten
12
3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4
Optie 1: Glas Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen Optie 2: PV-cellen boven scherm Optie 3: PV-cellen op betonnen delen Optie 4: PV-cellen op kunstwerken (bruggen)
12 12 14 14
4
Beeldkwaliteit
15
4.1
Ontwerpatelier 1
15
4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6
Glas Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen. PV-cellen boven scherm. PV-cellen op betonnen delen. PV-cellen op kunstwerken (bruggen). Inpassing PV-cellen in patroon Beeldkwaliteitsplan. Algemeen advies vanuit het ontwerpatelier.
17 17 18 19 19 20
5
Conclusies en aanbevelingen
21
Tabellen Tabel 1: Conclusies
18
Figuren Figuur 1: Projectgebied
3
Figuur 2: Mogelijke locaties voor Zon op Geluid
5
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
iii
Projectgerelateerd
Figuur 3: PV-Top; Figuur 4: Montage aan scherm; Figuur 5: Geïntegreerde PV-cellen
7
Figuur 6: Geluidsscherm 3m links; ophoging rechts
12
Figuur 7: Geluidsscherm 4m links; ophoging rechts
13
Figuur 8: Geluidsscherm 5m links; ophoging rechts
13
Figuur 9: Geluidsscherm 6m links; ophoging rechts
13
Figuur 10: overzicht van de toe te passen schermen binnen het project A10 Noord Geluidsschermen
22
Bijlagen Bijlage 1 Scia Engineer
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
iv
Projectgerelateerd
1
Inleiding
1.1
Visie en strategie gemeente Amsterdam
Amsterdam is een fijne stad om in te wonen en te leven. Amsterdam wil een groene, gezonde, welvarende en duurzame stad zijn voor iedereen. De gemeente wil ook een klimaatneutrale en circulaire stad zijn, waar zuinig met energie wordt omgesprongen, energie duurzaam wordt opgewekt en grondstoffen en materialen oneindig worden hergebruikt. De gemeente Amsterdam vraagt alle Amsterdammers hun bijdrage hierin te leveren.
1.2
De Routekaart van de gemeente Amsterdam
De gemeente Amsterdam heeft met de in 2020 vastgestelde Routekaart Amsterdam Klimaatneutraal 1 beschreven wat haar ambitie is voor de Amsterdamse energietransitie. Tevens is de Regionale Energiestrategie (RES) opgesteld, waarin de doelen voor duurzame energieopwekking ook in zijn vastgesteld. De Routekaart Amsterdam Klimaatneutraal is een ambitiedocument met een lange termijnvisie op de Amsterdamse energietransitie en acties voor de korte termijn. In de Routekaart zijn de belangrijkste ingrediënten van haar strategie om de overgang van fossiele naar duurzame energie in beweging te zetten en te houden beschreven. De gemeente Amsterdam brengt hiermee de opgave en effecten van maatregelen in beeld en sturen hierop met een Klimaatbegroting. Hierin is ook zon langs Rijkswegen opgenomen als maatregel om de doelen klimaatneutraal te halen. De Routekaart is de start geweest van een wendbaar proces, waarbij intensief wordt samengewerkt, geëxperimenteerd en geleerd zodat waar nodig kan worden bijgestuurd. De ontwikkelingen en voortgang staan in de jaarlijkse rapportage. Naast de Routekaart Amsterdam Klimaatneutraal is in het voorjaar van 2020 een strategie Amsterdam Circulair (inclusief Innovatie- en uitvoeringsprogramma 2020-2021) vastgesteld. De routekaart, RES en de strategie zijn complementair aan elkaar.
De Routekaart Amsterdam Klimaatneutraal richt zich op de reductie van CO2 op eigen grondgebied en het programma circulaire economie op het verminderen van het gebruik van primaire grondstoffen met als effect een reductie van de CO2 buiten Amsterdam.
1.3
Elektriciteitsopwekking
Elektriciteit speelt een sleutelrol in de energietransitie. Door de overgang naar een aardgasvrije stad en de groei van het aantal elektrische voertuigen is er veel meer elektriciteit nodig. Deze elektriciteit moet duurzaam worden opgewekt. In Amsterdam zijn veel daken die geschikt zijn voor opwekking van zonneenergie. Maar Amsterdam ziet ook kansen om duurzame energie op te wekken met windturbines. In de Klimaatrapportage 2022 geeft de gemeente een terugblik op wat gedaan is. Zo schrijft zij dat er ten aanzien van het maximaal opwekken van zonne-energie een verzoek aan het Rijk is gedaan voor gebruikmaking van rijksgronden o.a. langs snelwegen in het programma OER (Opwekken van Energie op Rijksvastgoed). In navolging hierop is een verdere analyse nodig voor gebruik ruimte langs Rijksinfra in samenwerking, c.q. nauwe afstemming met Rijkswaterstaat en ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK). Er loopt momenteel een traject OER Energieroute Noord-Holland, waaronder trajecten in Amsterdam zijn opgenomen van A5, A9 en A2. Tevens ligt er een verzoek vanuit het college van B&W van Amsterdam om ook een OER traject te starten voor de A10, A4 en A1. Nieuw Amsterdams Klimaat; Routekaart Amsterdam Klimaatneutraal 2050’, Gemeente Amsterdam, vastgesteld door het college van B&W op 3 maart 2020 1
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
1
Projectgerelateerd
1.4
Context project
Langs de A10 Noord, het noordelijk deel van de weg rond Amsterdam, staan geluidsschermen aan zowel de noord- als zuidzijde van de weg. De geluidsschermen beschermen inwoners en bedrijven van Amsterdam, Oostzaan en Landsmeer tegen het verkeerslawaai van de A10. Het merendeel van deze geluidsschermen is gebouwd in 1989 in opdracht van Rijkswaterstaat (RWS). Deze geluidsschermen zijn tussen de 3 en 5 meter hoog. De geluidsschermen kennen een specifieke, de A10 Noord- kenmerkende, gebogen parabolische vormgeving met een opbouw van houten stijlen, aluminium en transparante panelen met hier en daar een begroeid metalen trellisscherm: een open voorzetscherm voor klimplanten. De geluidsschermen verkeren echter in een slechte staat en dienen vervangen te worden. De opgave is door de stormschade van 2022 versneld. Om te borgen dat de geluidsschermen weer teruggebracht worden naar hun gewenste functie is, binnen de onderhoudsopgave van het programma Vervanging en Renovatie (VenR), door Directoraat Generaal Mobiliteit (DGMO) opdracht gegeven aan Directeur Generaal Rijkswaterstaat (DG RWS) om te starten met de planfase voor het project VenR West-Nederland Noord (WNN) A10 Noord Geluidsschermen. In deze opdracht zat niet het onderzoeken naar de mogelijkheid om opwekking van energie via de nieuwe geluidsschermen.
De gemeente Amsterdam heeft deze ambitie wel en wil graag parallel aan de opdracht die Royal HaskoningDHV (RHDHV) heeft binnen de VenR-opgave A10 Noord Geluidsschermen (A10NGS), een onderzoek doen naar de technische haalbaarheid van het zogenaamde ‘Zon op geluid’. Om die reden heeft de gemeente Amsterdam RHDHV de opdracht 2 gegeven om het project “A10 Noord Geluidsschermen Zon op Geluid” uit te voeren.
1.5
Doel project Zon op Geluid
Het opstellen van een (extra) variant op basis van de voor het project A10NGS opgestelde visie, de resultaten en conclusies van de uitgevoerde technische en omgevingsonderzoeken, het bijkomende Beeldkwaliteitsplan (BKP) en het Definitief Ontwerp (DO). Het resultaat vanuit dit onderzoek kan gebruikt worden om in een latere fase een ontwerp voor Zon op Geluid op het vernieuwde geluidsscherm op te stellen. Hierbij rekening houdend met de huidige schermhoogte en eventuele toekomstige akoestische ophogingen met 1 meter. Let op op, Zon op Geluid zou in principe los van het geluidsvraagstuk ingevuld kunnen worden. Eventuele PV-cellen boven op de geluidsschermen hoeven niet per definitie ook een geluidswerende functie te hebben. Het heeft uiteraard wel de voorkeur om dit te combineren. De geluidsschermen langs de A10 noord zijn grotendeels eigendom van Rijkswaterstaat (zie kaartjes in 1.6). Voor het toepassen van zonnepanelen in een later stadium dient besluitvorming en nadere afstemming plaats te vinden tussen gemeente Amsterdam en Rijkswaterstaat.
2 Opdracht d.d., 21 maart 2023 van de Gemeente Amsterdam, Afdeling Duurzaamheid,
Team Bedrijven, Energiebronnen en Infrastructuur (BEI)
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
2
Projectgerelateerd
1.6
Ontwerprapportage
Deze ontwerprapportage geeft antwoord op de volgende twee vragen: • Welke consequenties (constructief en beeldkwaliteit) heeft het later aanbrengen van PV-cellen op op het vernieuwde geluidsscherm? • Is het uitgangspunt ‘handhaven huidige fundering’ nog haalbaar bij toepassing van (toekomstige plaatsing van) PV-cellen? De scope voor de vervanging van de geluidsschermen langs de A10 Noord waarop deze rapportage van toepassing is, is weergegeven in Figuur 1. Het betreft grotendeels schermen aan de zuidzijde van de A10 Noord ten behoeve van de bewoners van Amsterdam Noord. Daarnaast zijn nabij Landsmeer, aan de noordzijde van de A10 Noord, geluidsschermen aanwezig, in Figuur 1 aangegeven met tracédeel 03 en 04. Het tracédeel 08b maakt geen deel uit van het onderzoeksgebied, omdat dit scherm van de gemeente Amsterdam is, een andere constructie opbouw heeft (betonnen stijlen) dan de andere schermen (houten stijlen), van een later bouwjaar en constructief nog niet aan haar einde levensduur is.
Figuur 1: Projectgebied De scope van het onderzoek naar Zon op geluid komt dus overeen met de scope van de vervangingsopgave. Dat wil echter niet zeggen dat er in de toekomst geen andere kansen liggen voor zon op geluid. In onderstaand kaartje is de scope van de vervangingsopgave en dus ook van dit zon op geluid onderzoek weergegeven in een rode streeplijn. In andere kleuren en gemerkt met cijfers 1 t/m 5 zijn naastgelegen schermen weergegeven. Onder de afbeelding een korte toelichting op de naastgelegen schermen en de kansen in de toekomst voor zon op geluid.
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
3
Projectgerelateerd
De rood gestippelde schermen zijn in beheer bij RWS en onderdeel van de Vervanging en Renovatie (VenR), die momenteel wordt uitgewerkt. De schermen met nummers vallen buiten de huidige VenRopgave maar komen naar verwachting binnen ca 5-15 jaar aan bod om gebouwd of gerenoveerd te worden. Dan kunnen deze schermen mogelijk ook voorzien worden van PV-cellen. 1a Deze paraboolschermen zijn in eigendom van RWS en t/m 2037 in beheer bij de Coentunnel Company (CCY). Vervanging tegen die tijd is waarschijnlijk. 1b Over enkele Jaren wordt vanuit het Meerjarenprogramma Geluidsanering (MJPG) in opdracht van RWS door CCY een nieuw scherm geplaatst ter hoogte van Bruinvisstraat. 2 Vanuit de gemeente Landsmeer wordt overwogen om het bestaande scherm uit te breiden. 3 Dit paraboolscherm is eind Jaren ‘90 door de gemeente Amsterdam geplaatst t.b.v. de bouw van Jeugdland en heeft een afwijkende constructie. 4 Dit transparante scherm is ca. 15 jaar geleden door de gemeente Amsterdam geplaatst t.b.v. de bouw van Elzenhagen Noord. 5 Het paraboolscherm langs de S115 is eind jaren ‘80 gebouwd door RWS, maar overgedragen aan de gemeente Amsterdam. NB: het ‘blauwe’ scherm is het uiteinde van de schermen die ca. 5 jaar geleden langs de Nieuwe Leeuwarderweg en de Noord/Zuidlijn zijn geplaatst door de gemeente Amsterdam.
1.7
Leeswijzer
Hoofdstuk 2 Onderzoeksfase bevat een beschrijving van de onderzoeken die zijn uitgevoerd en wat het zoekgebied is voor PV-cellen op of aan geluidsschermen. Hoofdstuk 3 Constructieve haalbaarheid geeft een overzicht van de constructieve haalbaarheid van de mogelijkheden vanuit de onderzoeksfase op met name de te handhaven fundering en/of bestaande kunstwerken (bruggen). Hoofdstuk 4 Beeldkwaliteit beschrijft de kansrijke variant(en) vanuit de ontwerpateliers, met betrokkenheid van de stakeholders. Hoofdstuk 5 Conclusies en aanbevelingen
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
4
Projectgerelateerd
2
Onderzoeksfase
Op verzoek van de gemeente Amsterdam is in 2021 door Rijkswaterstaat een ‘Quickscan’ uitgevoerd naar de inpassingsmogelijkheden van PV-cellen. Daarmee is in grote lijnen inzichten verkregen over mogelijke locaties, de verwachte investering en over de business case 3 aangaande Zon op Geluid. Tijdens besprekingen tussen Rijkswaterstaat en de Gemeente Amsterdam is besproken dat de technische inpasbaarheid van PV in de geluidsschermen nader onderzocht dient te worden. Hierop is het volgende onderzocht: • Mogelijke locaties voor Zon op Geluid; • de verschillende bouwvormen van PV-systemen; • de methode van bevestiging die bij eerdere projecten gehanteerd zijn; • de toepasbaarheid van bekende bevestigingsmethodes voor de ringweg A10-noord. De Quickscan geeft inzicht in de locaties (zie figuur 2) waar het mogelijk is Zon op Geluid te plaatsen en welke bouwvorm mogelijk is. Let op: nummering afbeelding Quickscan komt niet overeen met nummering gebruikt inVeR opgave en onderzoek Zon op Geluid.
Figuur 2: Mogelijke locaties voor Zon op Geluid
3
Zie ‘Quick Scan’ Rijkswaterstaat, auteurs Jan Timmerman en Phi Hung Ly, 10 januari 2022
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
5
Projectgerelateerd
Daarbij is het van belang een vertaalslag te maken naar het onderzoeksgebied zoals weergegeven in paragraaf 1.6 Ontwerprapportage. Zoals aangegeven in bovenstaande afbeelding valt scherm 1 en 6 buiten scope evenals een deel van scherm 3 en 4. Zie hiervoor ook de afbeeldingen in
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
6
Projectgerelateerd
Ontwerprapportage. Daaropvolgend is voor ieder tracédeel aangeven welke bouwvorm mogelijk is: PV-top en PV aan scherm. Aanvullend geldt de optie voor geïntegreerde PV-cellen, zie figuren 3, 4 en 5 ter illustratie.
Figuur 3: PV-Top
Figuur 4: Montage aan scherm
Figuur 5: Geïntegreerde PV-cellen
In de afgelopen jaren is een grote diversiteit ontstaan in bouwvormen van PV-systemen. Traditionele panelen zijn in grotere afmetingen beschikbaar gekomen (> 500 Wp) en ook zijn de aluminium lijsten nu in meerdere kleuren leverbaar (m.n. blauw en zwart). Voor toepassing in de utiliteitsbouw zijn gevelelementen beschikbaar gekomen waarin PV is geïntegreerd met bouwkundige functies. Hieruit is het begrip BIPV voortgekomen (Building Integrated PV). Relevante ontwikkelingen zijn de combinaties van PV-cellen met folies of met bedrukte glaspanelen. Hierdoor zijn PV-cellen in allerlei kleuren en patronen leverbaar geworden en zijn er ook opdrukken mogelijk gemaakt (opaque en semi-opaque). De opbrengst per paneel wordt hierdoor iets verlaagd en is de investering hoger maar in veel gevallen is dit bezwaar overkomelijk. Landelijk is de toepassing van PV-cellen op geluidsschermen eerder onderzocht door (met name) Rijkswaterstaat en ProRail. Een relevant voorbeeldproject is het project Solar Highways, dat in 2018 gerealiseerd is. Dit was een pilotopstelling van Rijkswaterstaat langs de A50 in Uden. Van een 400 meter lang scherm van vijf meter hoog werden de bovenste 4 meter voorzien van tweezijdige PV-cellen (bifaciale PV-cellen). De PV-cellen zijn hier bevestigd tussen kokerbalken die tevens een functie vervullen in de kabelgeleiding.
De bevestigingsmethode die bij dit project gehanteerd werd, kan model staan voor de A10-Noord. Op de opbrengst van de panelen kunnen plaatselijke beperkingen van toepassing zijn. Hieraan is geen groot belang toegekend. De nabijheid van bomen kan de opbrengst van de panelen verminderen, maar de panelen worden op enkele meters hoogte geplaatst en ook kunnen technische voorzieningen de opbrengstvermindering beperken. Hierbij is te denken aan ‘half-cut’ panelen en aan power-optimisers. Voor de oriëntatie van de panelen is een zuidelijke richting (‘azimuth’) niet noodzakelijk. Om de opbrengst over de dag te spreiden is enige diversiteit aan oriëntaties juist wenselijk 4.
4
Milieu Centraal: Invloed Richting en Helling bij Zonnepanelen
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
7
Projectgerelateerd
3
Constructieve haalbaaheid
3.1
Aanpak
Om de constructieve haalbaarheid van “zon op geluid” te controleren is er voor gekozen voort te borduren op de resultaten van de berekeningen opgesteld voor A10NGS. Hier zijn alle berekeningen tot een DO niveau uitgevoerd. De aanpak richt zich nu op het vergelijken van de resultaten met de uitkomst van de berekeningen die gemaakt worden voor dit project.
3.2
Uitgangspunten
3.2.1
Materialen
In dit onderzoek is geen keuze gemaakt in merk of type van de PV-cellen. In principe is enkel het gewicht van belang voor de berekening van de draagconstructie. Uitgaande van standaard PV-cellen lijkt een gewicht van 50 kg/m2 realistisch 5. Echter kan het nodig zijn de PV-cellen in een aluminium frame te plaatsen. Dit betekent dat het totale gewicht hoger is. In de berekening is zodoende rekening gehouden met een gewicht van 100 kg/m2.
3.2.2
Referentiedocumenten
Er zijn een viertal documenten uit het project A10NGS gebruikt: [1] BI7528-RHD-ZZ-46-RP-S-0001 Uitgangspuntennota v2.0 [2] BI7528-RHD-ZZ-46-RP-S-0002 Verificatieberekening funderingsconstructie aardebaan v2.0 [3] BI7528-RHD-ZZ-46-RP-S-0003 Verificatieberekening brugranden v2.0 [4] BI7528-RHD-ZZ-81-RP-S-0001 DO berekening v3.0 Deze documenten zijn bij Rijkswaterstaat (WNN) op te vragen.
3.3
Varianten
Vanuit de onderzoeksfase en beeldkwaliteit zijn een aantal varianten naar voren gekomen. Deze zijn allemaal constructief beoordeeld. De alternatieven kunnen worden gevat in een viertal opties: Optie 1: Glas Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen; optie 2: PV-cellen boven scherm; optie 3: PV-cellen op betonnen delen; optie 4: PV-cellen op kunstwerken (bruggen). Toelichting op optie 3: PV-cellen bovenop het scherm. Zoals eerder genoemd voorziet het constructief ontwerp van de VenR opgave in een eventuele toekomstige verhoging van het geluidsscherm met 1 meter. Het is niet bekend óf en wanneer deze ophoging van de akoestische functie plaatsvindt. Dit staat in principe los van de optie PV-cellen boven het scherm. Zoals gezegd: eventuele PV-cellen boven op de geluidsschermen hoeven niet per definitie ook een geluidswerende functie te hebben. Het heeft uiteraard wel voordelen als dit gecombineerd kan worden. Akoestische ophoging met +1 m valt binnen de scope van RWS. Enkel ophogen met PV-cellen tbv energieopwekking is een keuze vanuit gemeente Amsterdam. Bij een combinatie van akoestische ophoging en energieopwekking dient deze dubbelfunctie in het ontwerp meegenomen te worden.
5
Bron: rapport LIFE13ENV/NL/000971 - Solar Highways - figuur 10
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
8
Projectgerelateerd
* De gekleurde labels verwijzen naar de score in tabel 1 uit 0
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
9
Projectgerelateerd
Conclusies en aanbevelingen. Optie 1: Glas Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen Optentieel oppervlak (geldt voor zowel variant A, B als C): ca. 700m2
Optie 2: PV-cellen boven scherm Potentieel oppervlak: Variant A: Variant B: Variant C:
29 juni 2023
3300 m2 (alle op te hogen delen) 6000 m2 (hele tracé) 12000 m2 (hele tracé)
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
10
Projectgerelateerd
Optie 3: PV-cellen op betonnen delen Potentieel oppervlak: Variant A: 2250 m2 (alleen Landsmeer) Variant B: 6500 m2 (langs stadszijde) Variant C: 6000 m2 (langs stadszijde)
Optie 4: PV-cellen op kunstwerken (bruggen) Potentieel oppervlak: Variant A: 915 m2 Variant B: 457 m2 Variant C: 457 m2 Variant D: 1870 m2
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
11
Projectgerelateerd
3.4
Resultaten
3.4.1
Optie 1: Glas Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen
Bij optie 1 wordt het glas vervangen door PV-cellen. In de berekening van de funderingsconstructie aardebaan [2] is gerekend met een eigen gewicht van het scherm van 500 kg/m2 over de gehele hoogte. Dit betekent dat het vervangen van glas voor de fundering mogelijk is. De stijlen zijn berekend met betonnen panelen van 300 kg/m2, maatgevend boven glas en overal toegepast. Dit betekent dat het voor de stijl ook mogelijk is om het glas te vervangen door PV-cellen zonder een constructieve aanpassing aan het ontwerp.
3.4.2
Optie 2: PV-cellen boven scherm
Het vervangen van de eventuele toekomstige 1m ophoging vanuit project A10 Noord Geluidsschermen van RWS door PV-cellen is in alle gevallen mogelijk. In de DO berekening van A10 Noord Geluidsschermen is rekening gehouden met een gewicht van 300 kg/m2 voor de ophoging, dit is meer dan de 100 kg/m2 vanuit een PV-cellen. Er is ook onderzocht wat het effect is van 1 m verhoging met PV-cellen bovenop de eventueel toekomstige akoestische ophoging met +1m vanuit RWS. Er is een berekening gemaakt om het effect inzichtelijk te maken. In het project zijn er 4 verschillende hoogtes van de geluidsschermen 3m; 4m; 5m en 6m. Een hoogte van 6m wordt enkel bereikt als een eventuele toekomstige ophoging (vanuit project A10 Noord Geluidsschermen) wordt gerealiseerd. In navolgende figuren is de invloed van de PV-cellen boven het scherm gegeven (buigend moment My). Het buigend moment is bij de geluidschermen de maatgevende constructieve snedekracht. Dit betekent dat aan de hand van het buigend moment bepaald kan worden of de constructie voldoende sterk is. In de figuur zijn twee kleuren zichtbaar: • Blauw – positieve momenten • Rood – negatieve momenten Of een moment positief of negatief is hangt af van de richting waaruit de wind komt.
Figuur 6: Geluidsscherm 3m links; ophoging rechts
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
12
Projectgerelateerd
Figuur 7: Geluidsscherm 4m links; ophoging rechts
Figuur 8: Geluidsscherm 5m links; ophoging rechts
Figuur 9: Geluidsscherm 6m links; ophoging rechts
Uit de berekening blijkt dat de buigende momenten significant toenemen bij het verder verhogen van het geluidsscherm, dit is in overeenstemming met de verwachting omdat er meer wind tegen het geluidsscherm aan waait. Bijvoorbeeld voor het scherm van 6m, hier gaat het moment van 172 kNm (uiterst links en omrand) naar 212 kNm (3e figuur en waarden omrand). Dit is een toename van 23%. Eenzelfde soort beeld wordt verkregen bij de reactiekrachten (paalkrachten) al is het verschil hier kleiner. De conclusie is dat ophogen met 1m PV-cellen bovenop de eventueel toekomstige akeostische verhoging van RWS alleen kan met aanpassingen aan de constructie. De oorsponkelijk berekende constructie heeft onvoldoende sterkte.
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
13
Projectgerelateerd
Omdat het extra verhogen van het geluidscherm met de PV cellen niet uitgevoerd kan worden zonder de constructie aan te passen gaan wij enkel uit van 1m verhoging bovende huidige hoogte. In het hoofdstuk beeldkwaliteit is voor optie 3 enkel uitgaan van PV-cellen bovenop de huidige hoogte van het scherm.
3.4.3
Optie 3: PV-cellen op betonnen delen
Bij deze optie wordt het geluidsscherm niet hoger, enkel het gewicht wordt iets verhoogd. Het aandeel van het eigen gewicht in het totale moment is relatief beperkt. In het ontwerp zit nog enige marge waardoor deze beperkte toename acceptabel is. Deze optie is haalbaar.
3.4.4
Optie 4: PV-cellen op kunstwerken (bruggen)
Bij de kunstwerken is in het ontwerp van de geluidsschermen al aangegeven dat bij aanpassingen aan het geluidscherm, anders dan 1-op-1 vervanging, de constructieve sterkte van het gehele kunstwerk beschouwd moet worden. Doordat de kunstwerken zijn ontworpen met andere belastingen en uitgangspunten is het mogelijk dat er onvoldoende (rekentechnische) constructieve sterkte aanwezig is, zelfs zonder het aanpassen van de geluidsscherm. Indien de geluidsschermen niet aangepast worden, is er geen noodzaak om een verificatieberekening uit te voeren. De constructie heeft al tientallen jaren aangetoond voldoende constructieve sterkte te bezitten. Er wordt geadviseerd de geluidscherm niet aan te passen zodat er geen verificatieberekening noodzakelijk is. Daarnaast is het totale oppervlak van de PV-cellen beperkt tov het gehele tracé. Dit betekent dat een investering in verifcatieberekeningen niet rendabel zijn.
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
14
Projectgerelateerd
4
Beeldkwaliteit
Het ontwerp voor de vervanging van de paraboolschermen is een gedragen ontwerp. Het draagvlak is verkregen door in een aantal ontwerpateliers samen met initiatiefnemer (Rijkswaterstaat) en stakeholders (gemeente Amsterdam en gemeente Landsmeer) verschillende varianten te ontwikkelen en af te wegen. Tevens hebben er twee bewonersavonden plaatsgevonden waarin omwonenden konden reageren op het ontwerp en hun wensen en zorgen konden uiten. De grote gemene deler uit de ateliers en bewonersavonden was de wens om de geluidsschermen te laten begroeien aan zowel de bewonerszijde als de wegzijde. Het resultaat is een Beeldkwaliteitplan en een DO dat op zorgvuldige wijze is afgestemd en ingepast. De variant Zon op Geluid dient met dezelfde zorgvuldigheid tot stand te komen zodat ook deze draagvlak heeft. Daarom heeft RHDHV hetzelfde ontwerpatelier weer bij elkaar geroepen om de varianten Zon op geluid te bespreken. Vertegenwoordigers van de gemeente Amsterdam en gemeente Landsmeer zijn uitgenodigd voor 2 ontwerpateliers. In het eerste atelier worden verschillende varianten besproken. Daarna verwerkt RHDHV de input tot een voorkeursvariant. Een VO van deze voorkeursvariant wordt in het tweede atelier besproken.
4.1
Ontwerpatelier 1
RHDHV licht in het eerste ontwerpatelier de opties toe zoals die ook in hoofdstuk 3 Constructieve haalbaaheid getoond zijn.
Per optie en per type geluidsscherm is in het ontwerpatelier besproken wat, voortbouwend op het definitief ontwerp van de geluidsschermen, een acceptabele oplossing zou zijn vanuit het standpunt van beeldkwaliteit. Dat betekent niet enkel welke optie esthetisch fraai is maar ook of de wijze van zon op geluid plaatsten past binnen de analyse en kaders zoals die neergelegd zijn in het beeldkwaliteitplan. De volgende oplossingen worden in het ontwerpatelier als passend binnen de gewenste beeldkwaliteit beschouwd. Net als in het onwerpproces van de geluidsschermen dient het ontwerpatelier als een filter voor welstand. Het doel is een scherm realiseren met een voldoende beeldkwaliteit welke op een positief advies van welstand kan rekenen.
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
15
Projectgerelateerd
* De gekleurde labels verwijzen naar de score in tabel 1 uit 0
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
16
Projectgerelateerd
Conclusies en aanbevelingen.
4.1.1
Glas Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen.
Het glas in het scherm aan Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen: vanaf wegzijde en bewonerszijde.
Aandachtspunten: • Hier mee is ca. 800m2 PV-cel te realiseren met voornamelijk een zuidelijke oriëntatie. • De PV-cellen dienen te worden uitgevoerd met een patroon/print die aansluit bij het patroon in het BKP A10NGS. • De PV-cellen dienen te zijn opgenomen in kaderloos glas om aan te sluiten op het beeld detaillering van de glaspanelen. • Deze optie heeft als nadeel dat (relatief) nieuw glas vervangen wordt dat waarschijnlijk niet makkelijk een andere circulaire bestemming vindt.
4.1.2
PV-cellen boven scherm.
Het scherm aan Landsmeerzijde opgehoogd met 1m PV-cellen: vanaf wegzijde en bewonerszijde.
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
17
Projectgerelateerd
Het scherm aan Amsterdamzijde opgehoogd met 1m PV-cellen: vanaf wegzijde en bewonerszijde.
Aandachtspunten: • Hier mee is ca. 6.000m2 PV-cel te realiseren met verschillende oriëntaties. • De ophoging dient uitgevoerd te worden cf. de akoestische ophoging zoals beschreven in het BKP. • De PV-cellen uitvoeren met een patroon/print die aansluit bij het patroon in het BKP A10NGS. • De PV-cellen dienen te zijn opgenomen in kaderloos glas om aan te sluiten op het beeld detaillering van de glaspanelen. • Nadere detaillering dient plaats te vinden om aansluiting PV-cellen op glas en reliëfbeton deugdelijk en fraai op te lossen.
4.1.3
PV-cellen op betonnen delen.
Het reliëfbeton in het scherm aan Amsterdamzijde belkleden met PV-cellen: vanaf wegzijde en bewonerszijde.
Aandachtspunten: • Hier mee is ca. 6.500m2 PV-cel te realiseren met voornamelijk een noordelijke oriëntatie. • PV-cellen dekken het fraai ontworpen patroon in de reliëfpanelen af. Maar als aan onderstaande voorwaarden wordt voldaan kan dat acceptabel zijn.
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
18
Projectgerelateerd
• • •
De PV-cellen dienen te worden uitgevoerd met een patroon/print die aansluit bij het patroon in het BKP A10NGS. Nadere detaillering dient plaats te vinden om bevestiging PV-cellen op reliëfbeton deugdelijk en fraai op te lossen. De PV-cellen dienen te zijn opgenomen in kaderloos glas om aan te sluiten op het beeld en detaillering van de glaspanelen aan Landsmeerzijde en op de kunstwerken.
4.1.4
PV-cellen op kunstwerken (bruggen).
Het ontwerpatelier is unaniem negatief over PV-cellen op kunstwerken. De schermen op kunstwerken zijn geheel van glas. Dit zou betekenen dat grote hoeveelheden glas vervangen dienen te worden. Dit botst met duurzaam materiaalgebruik en de motivatie om duurzame energie op te wekken. De transparante schermen op de kunstwerken dienen transparant te blijven. Ophogen met PV-cellen zou nog kunnen maar het is constructief ongunstig en heeft een lage beeldkwaliteit. De opbrengst (m2) is daarbij erg laag.
4.1.5
Inpassing PV-cellen in patroon Beeldkwaliteitsplan.
Een terugkerende conclusie van het ontwerpatelier was dat PV-cellen ingepast kunnen worden maar dat het patroon zoals beschreven in het BKP ook een plek moet krijgen in het ontwerp van de PV-cellen om beeldkwaliteit c.f. BKP te borgen. Dit dient nader onderzocht en uitgewerkt te worden. Aandachtspunten hiervoor zijn: • Interferentie patroon/print met opbrengst PV-cellen. • Mogelijkheid om PV-cellen in custom vormen aan te brengen tussen glas. • Technische haalbaarheid en kosten.
Het patroon zoals beschrveen in het BKP
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
Referenties leveranciers van mogelijke vormgeving met PV-cellen
BI7528-MI-RP-230515-1534
19
Projectgerelateerd
4.1.6
Algemeen advies vanuit het ontwerpatelier.
De varianten in paragrafen 4.1.2 t/m 4.1.5 zijn oplossingen die naar mening van het ontwerpatelier passen binnen het BKP. Het advies is ga voor zoveel mogelijk aansluiting en eenheid. Houd toevoegingen zoveel als mogelijk in hetzelfde vlak als het bestaande ontwerp. Denk in de nadere uitwerking goed na over fasering en circulariteit. Voorkom het vervangen van nog goed functionerende onderdelen.
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
20
Projectgerelateerd
5
Conclusies en aanbevelingen
Er zijn verschillende opties onderzocht. Zowel het aspect positie van de PV-cellen, alsmede vanuit constructief oogpunt en tenslotte bezien vanuit beeldkwaliteit. Qua ligging is buiten zuidgerichte ligging ook die van oost- en westgerichte ligging gunstig. Deze laatste 2 met name vanuit de vraag in de ochtend en namiddag/begin avond.
1
2
3
4
A B C A B C A B C
Glas aan de Landsmeerzijde vervangen door PV-panelen geen kader haalbaar smal hoog kader haalbaar breed plat kader haalbaar Zonnepanelen boven scherm aanbrengen als optionele verhoging vanuit RWS project op te hogen deel als zonnepaneel haalbaar zonnepaneel als uithouder haalbaar zonnepaneel als uithouder (dakvorm) haalbaar Zonnepanelen op betonnen delen aan wegzijde beplanting weghalen (aan bewonerszijde groen laten) haalbaar Betonreliëf bedekken haalbaar
A
Panelen verticaal PV-panelen bij de kunstwerken op te hogen deel als zonnepaneel
B C
zonnepaneel als uithouder bovenste/onderste strook (boven kabelnet) t.b.v. Privacy en comfort bewoners
D
volledig zonnepaneel
*
verificatie berekening betreffende kunstwerk noodzakelijk
haalbaar
conclusie
Beeldkwaliteit
Constructief
Variant
Optie
Vanuit constructie en beeldkwaliteit is gekeken naar verschillende opties: Optie 1: Glas Landsmeerzijde vervangen door PV-cellen; optie 2: PV-cellen boven scherm; optie 3: PV-cellen op betonnen delen; optie 4: PV-cellen op kunstwerken (bruggen). De conclusies zijn in onderstaande tabel verwerkt, waarbi groen zowel vanuit constructief als beeldkwaliteit voldoen, geel als één van beide een negatief resultaat oplevert, maar na aanpassing en/of maatregelen toepasbaar is, rood als één van beide of beide een negatief resultaat oplevert.
voorkeur voldoet niet aan het BKP voldoet niet aan het BKP voorkeur voldoet niet aan het BKP voldoet niet aan het BKP voldoet niet aan het BKP nadere detaillering noodzakelijk voldoet niet aan het BKP
1 op 1 vervanging zonder verhoging voldoet niet aan het BKP eigengewicht scherm * niet haalbaar voldoet niet aan het BKP 1 op 1 vervanging zonder verhoging voldoet niet aan het BKP eigengewicht scherm * 1 op 1 vervanging zonder verhoging voldoet niet aan het BKP eigengewicht scherm *
Tabel 1: conclusies
Doel van deze rapportage is antwoord te kunnen geven op de volgende twee vragen: 1. Welke consequenties voor constructie en beeldkwaliteit heeft het later aanbrengen van PV-cellen op op het vernieuwde geluidsscherm? • Het vervangen van de reeds aangebrachte materialen door PV-cellen botst met duurzaam materiaalgebruik. • Het ophogen van de geluidsschermen met PV-cellen in plaats van de eventueel toekomstige ophoging van 1 m gesteld in RWS project A10 Noord geluidsschermen kan, met uitzondering van de tracés 9b en 8b. • De constructie van het vernieuwde scherm voorziet niet de mogelijkheid om PV-cellen aan te brengen bovenop de eventueel toekomstige ophoging van 1 m van project A10 Noord geluidsschermen. • Op kunstwerken kan het glas van de geluidsschermen enkel worden vervangen door PVcellen indien de belasting niet toeneemt. 29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
21
Projectgerelateerd
•
Bij het bedekken van het betonreliëf met PV-cellen is nadere detaillering en onderzoek noodzakelijk.
2. Is het uitgangspunt ‘handhaven huidige fundering’ nog haalbaar bij toepassing van (toekomstige plaatsing van) PV-cellen? • Ja, dit is haalbaar. De fundering heeft voldoende sterkte voor een verhoging met PV-cellen.
Figuur 10: overzicht van de opties PV-cellen binnen het project A10 Noord Geluidsschermen
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
22
Projectgerelateerd
Bijlage 1 Scia Engineer
29 juni 2023
ZON OP GELUIDSSCHERMEN A10N
BI7528-MI-RP-230515-1534
23