10-05-2000 Detail in Architectuur [2000] 6 - 'Zwaartekracht op de helling' [over vloeren: vlakheid, slipvastheid, slijtage]

In de zeventiger jaren studeerde en werkte ik samen met Jan Benthem. Uit die tijd stamt een interessant verhaal dat speelt tijdens een van zijn zomervakanties. Hij reisde mee als duopassagier bij een goede vriend op een motorfiets. Bij Lissabon passeerden ze de beroemde brug over de Taag. Achteropzittend keek Jan op een onbewaakt ogenblik naar beneden en kreeg de schrik van zijn leven: hij zag niets van het wegdek, maar alleen het blauwe glinsteren van de rivier op tientallen meters beneden zich... Het brugdek bleek een stalen roostervloer, die slechts in horizontale richting gezien het beeld van een wegdek gaf. Door de snelheid viel het wegdek in vertikale richting bekeken geheel weg en daarmee het gevoel van veiligheid dat we normaal hebben als we een vloer betreden.

Edward Witten, de beroemde Britse natuurkundige, vertelde kortgeleden dat het feit dat we bij het weggooien van een krijtje zeker weten dat het weer terugkomt ons een collectief gevoel van veiligheid bezorgt. We vertrouwen er dan ook op dat de aarde ons op onze weg naar beneden [onder invloed van de versnelling van de zwaartekracht] tegenhoudt. De aarde zelf geeft ons dat veilige gevoel. Je kunt er nu eenmaal niet 'doorheen' vallen. De aarde kan dan ook niet 'gemaakt' worden, hij is er al en kan slechts bewerkingen ondergaan. Wij mensen maken ten behoeve van ons verblijf de aarde meestal vlak en begaanbaar [denk aan de woorden 'plattegrond' en 'begane grond']. Zo is het ook dat elke vloer, op welke hoogte hij zich ook bevindt, de aarde representeert en bij het betreden ook datzelfde gevoel van veiligheid zou moeten geven dat wij van de aarde zo goed kennen.

Architecten maken steeds minder gebruik van dit architectonische basisprincipe. Ze zetten zich er zelfs tegen af: de introductie van helder constructief glas als vloer-materiaal is er een voorbeeld van. Het Educatorium in Utrecht van OMA laat in de ontvangsthal een serie glazen vloerplaten zien, in zowel gematteerde als ongematteerde uitvoering. In dit gebouw komen tevens een aantal metalen roostervloeren voor, zoals in het wegdek van de boven beschreven brug en die we al kenden van de expositie-galerij in het Nederlands Architectuur instituut van architect Jo Coenen. Daar werden natuurlijk al snel rubber matten over de roosters gelegd omdat meerdere [vooral vrouwelijke] bezoekers zich zeer onveilig voelden. Bij het lopen over de glazen vloer in het Educatorium ervaar je hetzelfde gevoel. Een stemmetje in je hoofd zegt terwijl je loopt: 'als dit maar goed gaat', terwijl je onder je de rijdende koffiemachines ziet waar je bij een calamiteit bovenop zou vallen.

Mijn stelling is dat architecten dit bezoekers van openbare gebouwen niet mogen aandoen. Eerder ageerde ik al tegen het groeiend gebruik van hellende vloeren in voor iedereen toegankelijke gebouwen. Natuurlijk is het af en toe nodig en zelfs aantrekkelijk een extra hellingbaan te maken als 'route architecturale' door een ruimtelijk interessant gebouw, maar het wordt vervelend als die helling de enig mogelijke route is. Zo zullen de verschillende verdiepingen en niveau's in de nieuwe Nederlandse ambassade in Berlijn [ontwerp OMA] slechts door hellingen met elkaar zijn verbonden. In het nieuwe stadhuis van de stad Kampen [ontwerp Kas Oosterhuis Associates] maakt de architect grote delen van de openbare ruimte geheel golvend en hellend: 'ik ondervind al genoeg last van de zwaartekracht... een helling maakt het lopen actiever...', en hij heeft formeel gelijk natuurlijk - als je kunt lopen.

Er is helaas nog maar weinig onderzoek gedaan naar de invloed van hellingen op het menselijk lichaam. Ieder van ons kent wel het gevoel in de kuiten na de eerste vakantiedag in de bergen; omhoog is vermoeiend, maar omlaag is meestal nog vermoeiender. Dit bleek in een empirisch onderzoek eind zeventiger jaren aan de faculteit Bouwkunde van de TU Delft inderdaad te kloppen.
Ambarish Goswami is een van de autoriteiten op het gebied van het biomechanisch loop-onderzoek in de wereld [hij doet o.a. modelmatig onderzoek naar het lopen op hellingen vanwege mogelijke robotica-toepassingen]. Hij legt het verschil tussen het belopen van een helling en een trap uit door het indraaien van een schroef en het slaan van een spijker met elkaar te vergelijken: het draaien van de schroef gaat gelijkmatiger maar met een langer af te leggen weg; de spijker legt een kortere weg af maar vraagt een grotere kracht gedurende een kort moment. Het probleem van de helling zit daarom niet direct in de benodigde energie, maar in de balans. Op een helling raak je sneller uit balans en is het moeilijker die verloren balans te corrigeren, vooral voor ouderen. Bij een neergaande helling wordt dat effect nog eens versterkt doordat het zwaartepunt van de persoon reeds is verschoven in de richting van de val.

Genoeg over hellingen; de vlakke vloer blijkt al genoeg problemen en ongelukken te veroorzaken. De stichting Consument en Veiligheid publiceerde kortgeleden een onderzoek naar 6300 ongelukken [met navolgende behandeling op een spoedeisende hulp-afdeling van een ziekenhuis] op vloeren in winkels en openbare gebouwen zoals stations. 51% van de mensen kreeg een ongeluk ten gevolge van een val, 34% gleed uit, struikelde of verstapte zich op een vloer in een winkel of in en om een station. De gevolgen waren meestal ernstig van aard: een kwart van de slachtoffers had een fractuur en nog eens een kwart van de letsels betrof een verstuiking of verzwikking.

Bij de voorbereiding van een lezing over vloeren voor een mini-symposium van vloerafwerkings- fabrikant Unipro kwam ik in contact met de heren Bouthoorn en De Keyser van de afdeling Technisch Onderzoek van de Nederlandse Spoorwegen. Zij doen onderzoek naar de slipvastheid van vloeren in en om stations en hebben inmiddels een ruime technische expertise opgebouwd rond dit onderwerp. Ze gebruiken een bijzondere dynamische meet-methode: een zogenaamde 'wandelmachine' [de Floor Slide Control 2000] rijdt een traject van ongeveer 30 cm lengte over de te onderzoeken vloer. Een klein verwisselbaar voetje bekleed met een leren, een rubber of een kunststof zool geeft gegevens door en zo kan de slipvastheid of 'coefficient of friction' [uitgedrukt als µ = het quotient van de horizontaal- en de vertikaalkracht] van de vloer in de aangetroffen, de gereinigde en de natte toestand worden vastgesteld. De Nederlandse Spoorwegen hanteren voor de 'goede' vloer een wrijvings-coefficient voor rubber en kunststofzolen die groter is dan 0,44 [voor leer > 0,3].

Het blijkt dat de meeste natuursteen vloeren goed aan deze norm kunnen voldoen, hoewel vanwege de lagere kostprijs veel vaker keramische tegels worden toegepast. Snel wijzigen van richting in combinatie met de haast van de reiziger blijken de grootste veroorzakers van ongelukken, zodat op dit soort 'draaipunt'-plaatsen [boven en onderaan trappen en op hoeken] toch meestal toepassing van natuursteen wordt geadviseerd.
De stichting Bouwresearch heeft zojuist een uiterst illustratieve gids over vloerafwerking uitgebracht waarin een uitgebreid overzicht van vele technische eigenschapppen van en verwerkingsadviezen voor meerdere vloerafwerkingen met daarbij tevens een goede toelichting op het aspect slipvastheid.

Naast slipvastheid zijn er nog twee interessante aspecten aan vloeren, de slijtvastheid en de reinigbaarheid. Het blijkt dat de drie genoemde aspecten met elkaar samenhangen. Een slipvaste en dus ruwere vloer blijkt makkelijker te slijten en moeilijker te reinigen. De afdeling Technisch onderzoek probeert in de nabije toekomst de relatie tussen deze drie te onderzoeken in de praktijk en daarna te komen met gerichte schoonmaakadviezen.

Het feitelijke slijtagegedrag van vloeren wordt natuurlijk sterk beinvloed door het gebruik. Intensief gebruik in verkeersruimten is overigens redelijk goed te voorspellen. In de ontwerpfase kan de architect zelf grote invloed uitoefenen op toekomstige slijtage: hij kan door virtueel [en na berekeningen van de aantallen zich verplaatsende gebruikers en bezoekers] door zijn ontwerp te lopen, de slijtagepatronen in de vloerafwerking zelf 'ontwerpen'. Een mooi voorbeeld van zo'n patroon treffen we aan in de vier centrale liften van het gebouw van de faculteit Bouwkunde in Delft: daar zit een opvallende slijtplek in alle vloeren [marmoleum 'tot op de draad' versleten] omdat de bedieningsknoppen op de entree-wand zijn gemonteerd. Je moet je daar na de tweede stap op de bal van je voet omdraaien om de knoppen te kunnen zien en bedienen. Als drieduizend gebruikers per dag dat zo moeten doen, begrijp je waarom de vloer zo snel slijt.

Resumerend de tips voor architecten: sta eens stil bij de werkelijke [veiligheid] betekenis van de vloer voor een gebruiker, maak de vloeren vlak en zo weinig mogelijk hellend en laat toekomstige slijtage niet aan het toeval over door dit aspect te betrekken bij het ontwerp.

Tot slot vond ik nog een bijna humoristische ondersteuning van mijn visie op hellingen in een Duitse slipvastheidsproef ['Schiefe-Ebene'-proef]. Daar wordt de slipvastheid gemeten door een proefpersoon in een veiligheidstuigje op te hangen en te laten staan op een te kantelen vloervlak. Langzaam laat men de vloer hellen tot de proefpersoon zich niet meer staande kan houden. De hellings-hoek van de vloer [op het moment dat de persoon valt] is maatstaf voor de slipvastheid. Daaruit blijkt bijna letterlijk dat een helling een 'ramp' is en 'slopend' werkt op de gebruiker...

10-05-2000