Kuipen in poreus beton als innovatieve infiltratieoplossing

Bij de bouw van haar nieuwe winkel in Chimay werd supermarktketen Aldi geconfronteerd met een probleem: de hoeveelheid hemelwater die ter plaatse moest infiltreren was te groot voor de oppervlakte die beschikbaar was voor een klassiek afvoersysteem. De leisteenachtige bodem maakte het er evenmin eenvoudiger op. De oplossing kwam van ecobeton water technologies nv, en meer bepaald van de ‘Z-tanks’: infiltratiekuipen in poreus beton. Manu Garcia, technisch adviseur bij ecobeton water technologies voor Wallonië, geeft tekst en uitleg.

De Z-tank, waarvan het prototype dateert van 2017, deed zijn intrede in Wallonië in 2018-2019, toen Manu Gracia aan de slag ging bij ecobeton water technologies. Terwijl de zandgronden in Vlaanderen de infiltratie van regenwater bevorderen, is dit veel minder het geval in de rotsachtige en kleiachtige bodems van Wallonië, waar veel meer ruimte nodig is om het water voldoende te laten doorsijpelen. Bovendien worden percelen er alsmaar kleiner. Anderzijds raken klassieke infiltratiesystemen geleidelijk aan verstopt door de werking van de zwaartekracht wanneer verontreinigende stoffen en organisch materiaal zich ophopen, waardoor een biofilm ontstaat. Manu Garcia: “Voor de Aldi in Chimay zouden we een oppervlakte van minstens 800 m² nodig hebben gehad om met een klassiek infiltratiesysteem te kunnen werken. De oplossing bestond erin cilindervormige betonnen kuipen met zeer poreuze wanden in te graven (porositeit van 95%, terwijl de infiltratiesnelheid van een klassieke infiltratieleiding niet meer dan 30% bedraagt). Deze kuipen werken als enorme sponzen: ze nemen water op en laten het vervolgens heel langzaam in de bodem sijpelen.”

Zo kon ecobeton water technologies achttien Z-tanks met een capaciteit van 10.000 liter onder de parking installeren, naast de onontbeerlijke koolwaterstofafscheider, een vetafscheider voor de slagerij en een microzuiveringsinstallatie voor afvalwater.

π*r2

De capaciteit van het systeem werd berekend door ecobeton water technologies, op basis van bodemtests die door het studiebureau waren aangeleverd: aard van de bodem en absorptiecapaciteit, de te verwachten hemelwatervolumes (volgens de historische gegevens van het KMI) en beschikbare oppervlakte. “Door de verhouding tussen de oppervlakte en het infiltratievolume te berekenen, kiezen we steevast het meest geschikte Z-tankformaat. We beschikken over hoge, lage en zelfs zeer lage kuipen (voor plekken waar de grondwaterspiegel hoog is of de bodem rotsachtig).

De oppervlaktes van de onderkant van de tanks worden niet meegenomen in onze berekeningen, vermits we heel goed weten dat hij na verloop van tijd ondoordringbaar wordt door bezinking. Alleen de omtrek van de tanks wordt in rekening gebracht. In termen van volume-oppervlakteverhouding is de cilindrische vorm magisch. Alleen een bol zou het nog beter doen. Het infiltratieoppervlak van een cilindrisch volume is enorm, veel groter dan dat van een kubus, om nog maar te zwijgen van dat van een klassieke infiltratieleiding, waarbij het water enkel door kleine gaatjes aan de onderkant sijpelt. Hierdoor functioneert elke Z-tank als een buffer en loopt hij heel langzaam leeg zodra het reservoir verzadigd is.”

De formule die wordt gebruikt om het beton zo poreus te maken, is al even magisch en … gepatenteerd. Elke concurrent die het zou wagen om het systeem te kopiëren door de cilindrische vorm over te nemen, zou voor de rechter worden gedaagd.

In-siturecyclage van leisteen

Toen we alles berekend hadden, beseften we dat de parking niet groot genoeg was om de watervolumes die uit de afscheiders, de zuiveringsinstallatie en de opvangtanks komen op een conventionele manier te laten infiltreren. Daarvoor zou 1.000 meter infiltratieleiding nodig geweest zijn.” Ecobeton water technologies besloot daarom gebruik te maken van de aard van de bodem om een soort van ondergronds stormwaterbekken te creëren dat de infiltratie bevordert. De leisteen die aanwezig was op de site, werd uitgegraven, gebroken, vermalen en uiteindelijk weer teruggeplaatst door de grondwerker om de infiltratiecapaciteit van de bodem te vergroten en zo de performantie van de Z-tanks te verbeteren. De kers op de taart was dat er door deze in-siturecyclage geen afvoer, transport en verwerking van grote hoeveelheden uitgegraven materiaal nodig was. De achttien Z-tanks werden in de uitgegraven sleuf geplaatst, op een rij gezet en onderling verbonden door een leiding met een diameter van 300 mm die de volledige lengte van de sleuf bestreek.

Duurzaamheid van de betonoplossing

De infiltratieoplossing die in Chimay werd geïnstalleerd, bestaat volledig uit beton. Waarom is er niet gekozen voor een composietmateriaal? Manu Garcia: “Toen ik bij ecobeton water technologies kwam werken, verkochten we geen kunststofoplossingen meer. Deze beslissing was ingegeven door de resultaten van een onafhankelijk onderzoek dat werd uitgevoerd door het Vlaamse expertisecentrum VLARIO. Daaruit bleek dat een infiltratiesysteem met kunststof honingraatkratten na zes of zeven jaar een retentiebekken werd, omdat het geotextiel dat de kratten omhult, dermate dichtslibt dat het wordt gekoloniseerd door een biofilm en vervuilende stoffen. En als dat gebeurt, is het heel moeilijk om dit om te keren, omdat je het geotextiel niet rechtstreeks kan bereiken met de hogedrukreiniger.

De Z-tanks zijn daarentegen wel gemakkelijk te onderhouden. Via een mangat kan je nagaan of er sprake is van stilstaand water op de bodem van het reservoir en kan je rechtstreeks bij de zone waar de verstopping zich voordoet. Om nog doeltreffender te zijn, raadt ecobeton water technologies aan om stroomopwaarts voorfilters te installeren en heeft het kleine sondes ontworpen die waarschuwen wanneer het water in de tank een bepaald niveau overschrijdt. Want welke oplossing je ook kiest: een infiltratiesysteem heeft regelmatig onderhoud nodig.

De oplossing die ecobeton water technologies heeft aanbevolen, is een echte oplossing: ze stelde de bouwheer in staat om sneller een stedenbouwkundige vergunning te verkrijgen dankzij de naleving van artikel 277 van de Waalse Watercode (zonder dat er een vrijstelling nodig was) en biedt tegelijk gemoedsrust op lange termijn. Aannemer Callens Terrassement en DDM Architectes hebben actief bijgedragen aan het succes van het project. De oplossing, die in 2020 werd geïnstalleerd, werkt nog altijd perfect en overleefde zelfs de verschrikkelijke overstromingen van juli 2021.

Sindsdien hebben de Z-tanks van ecobeton water technologies nog heel wat andere bouwheren en ontwerpers verblijd, zoals in Coronmeuse. Daar is de rijweg uitgerust met de Z-tankoplossing om plaats te bieden aan de ongeveer 1.300 woningen die in de nabije toekomst zullen worden gerealiseerd in de wijk NeoLegia, wat bewijst dat het systeem uitermate geschikt is voor grote volumes. (PS)

Kuipen in poreus beton -
Chimay, 2020

  • Opdrachtgever: Aldi
  • Architect: DDM Architectes bv
  • Aannemer: Callens Terrassement sprl
  • Prefab betonelementen: ecobeton water technologies nv
  • Kerncijfers : 18 infiltratiekamers van 10.000 liter