Houten koepel met luchtkussendak voor Diergaarde Blijdorp

In Diergaarde Blijdorp in Rotterdam opent binnenkort een nieuwe attractie: de Amazonica Dome, met als thema: de wereld van de Amazone. Voor dit gebouw werd gekozen voor een geodetische koepelconstructie, uitgevoerd in hout, met een doorsnede van 56 meter. Om zonlicht met UV binnen te laten, is een luchtkussendak toegepast.

Tekst: Carla Debets Bouwtekst
Foto’s: Emil Lüning, Gert-Jan de Jong

In de nieuwe attractie in Diergaarde Blijdorp wordt een natuurlijke biotoop van flora en fauna gerealiseerd, met daarin een rivier, reptielen, schildpadden en vlinders. De toepassing van een houten constructie ligt daarbij voor de hand; dit heeft onder meer te maken met de natuurlijke inpassing in het dierenpark. Daarvoor is de koepel ook omgeven door een oplopend talud. Aan de oostzijde is de koepel afgesneden door een glazen wand, waardoor extra veel ochtendlicht naar binnen valt.
De keuze voor een geodetische koepel heeft alles te maken met het voordeel dat een dergelijke koepel in één keer de ruimte overspant. Projectleider René Reusen van Diergaarde Blijdorp: ‘Wij hebben zelf contact gezocht met GeoDomeDesign, omdat we niet alleen op zoek waren naar een bijzonder gebouw, maar ook een gebouw dat geen kolommen in de ruimte heeft. Dat geeft ons de mogelijkheid om het landschap binnen vrij in te richten.’
Bij een koepel met een doorsnede van 56 meter gaat het om een vloeroppervlak van circa 2500 m2; het gebouw is daarbij in het midden circa 18 meter hoog. Architectuurstudio Arc2 ontwierp het koepelvormige gebouw en Lüning Adviesbureau voor technische houtconstructies engineerde de constructie. Samenwerken doen beide bureaus al zo’n twaalf jaar in GeoDomeDesign dat zorgt voor het compleet ontwerpen en engineeren van houten geodetische koepels. Lüning ontwikkelde daarvoor speciale rekenprogramma’s. Inmiddels zijn er in diverse plaatsen houten koepels gerealiseerd, zoals in Bristol (25 meter) en Marin (40 meter). De écht grote koepels zijn nog in voorbereiding zoals in Warschau (88 meter) en drie koepels met een diameter van 144 meter in Brindisi/ Italië. ‘Maar geodetische koepels van hout kunnen wel tot circa 300 meter overspannen’, zegt Emil Lüning.

Houten koepel

De constructie van de koepel is samengesteld uit rechte gelamineerde vurenhouten staven van 200 x 540 mm. In dit project is gekozen voor vurenhout met FSC-keurmerk. De staven zijn relatief wat breder en minder hoog dan bij toepassing van bijvoorbeeld een gesloten dakbedekking die ook nog zijdelingse ondersteuning kan bieden. In dit geval worden de staven wat meer op knik belast.
Met de houten staven worden vormvaste driehoeken gemaakt. Deze driehoeken vormen samen vijf- of zeshoeken. Daarbij varieert de lengte van de houten staven van circa 6 tot 7,50 meter.
Met behulp van computerprogramma’s wordt de constructie geoptimaliseerd. Gert-Jan de Jong van Arc2: ‘Enerzijds wil je zo min mogelijk hout toepassen, maar ook niet teveel knooppunten. Kortere staven betekenen weliswaar dunnere staven, maar ook meer stalen knooppunten. Dit laatste heeft weer extra productie én extra montagetijd tot gevolg.’
Voor de onderlinge verbinding van de houten staven in de knooppunten dienen stalen koppelingen, zogenoemde connectoren. Deze bestaan uit een centrale buis met drukstukken voor het overbrengen van de drukkrachten, en een centreerring voor het overbrengen van de dwarskrachten. De houten staven worden aan de centrale buis bevestigd met behulp van twee strippensterren, één aan de onderzijde en één aan de bovenzijde. Zo op het oog lijken alle strippensterren op elkaar, maar schijn bedriegt: ze verschillen allemaal, onder meer afhankelijk van de hoeken die de staven met elkaar maken. De houten staven zijn aan de uiteinden enigszins afgeschuind, omdat anders bij de verbinding – waar meestal zes staven bij elkaar komen – niet voldoende ruimte is. De strippensterren worden tegenwoordig met water gesneden voor een nog grotere nauwkeurigheid. Deze productiewijze biedt zelfs de mogelijkheid om automatisch nummers uit te frezen voor de montagevolgorde.
De koepelconstructie rust op een trekring van stalen kokerprofielen, die op betonkolommen ligt. De betonkolommen zijn circa 3,5 meter hoog, de hoogte van het talud. Ter plaatse van de afsnijding aan de oostkant van de koepel zijn houten kolommen toegepast. De stalen kokers zijn ter plaatse van de kolommen gekoppeld met gelaste platen; in deze koppeling is ook de connector geïntegreerd voor de verbinding met de onderste ring houten staven.

Luchtkussendak voor UV-licht

De driehoekige dakvlakken zijn voorzien van luchtkussens die bestaan uit Katalite Tripl Clear, een nieuw type kunststof, afkomstig uit de kassenbouw. Deze keuze is gemaakt omdat de luchtkussens transparant zijn en UV-licht doorlaten, wat erg belangrijk is voor de biotoop van het Amazonegebied. Andere transparante materialen, zoals polycarbonaatplaten, laten eveneens daglicht door, maar minder UV-licht.
De luchtkussens zijn dubbelwandig en bestaan uit twee lagen van 200 micron dik. Compressoren blazen lucht tussen deze twee lagen, die de kussens op druk houdt. Door het inblazen van verwarmde lucht wordt condensvorming en algengroei voorkomen. Doordat alle driehoeken verschillen, zijn niet alleen alle strippensterren verschillend, maar ook de afmetingen van de luchtkussens.
Voor het bevestigen van de luchtkussens zijn speciale aluminium profielen ontwikkeld die bovenop de houten staven zijn bevestigd. Om deze profielen in één lijn door te laten lopen, zijn de stalen strips van de strippensterren aan de bovenzijde bevestigd in uitgefreesde groeven in het hout. De aluminium profielen zijn 190 mm breed, zodat van binnenuit alleen de houtconstructie en de luchtkussens zichtbaar zijn. De folies van de luchtkussens zijn aan twee zijden in de aluminium profielen ingeklemd zodat de constructie ook waterdicht is.
Aan de bovenzijde van de stalen strippensterren zijn ook nog ogen (rond 30 mm) gemaakt. Deze maken het mogelijk om de koepel aan de buitenzijde te beklimmen, bijvoorbeeld voor onderhoud.

Tropisch binnenklimaat

In de Amazonica Dome wordt een tropisch binnenklimaat gecreëerd, waarvan relatief hoge temperaturen en een hoge vochtigheid de belangrijkste kenmerken zijn. Voor de verwarming, ventilatie, maar ook koeling zorgt een gebalanceerd ventilatiesysteem dat geconditioneerde lucht tegen het koepeloppervlak blaast. In het ventilatiesysteem is een warmteterugwinunit opgenomen en een slimme regeling voor beperking van het energieverbruik.
Bij de luchtvochtigheid speelt ook de besproeiing van de planten in de koepel een rol; zo nodig wordt de lucht aanvullend bevochtigd. Een groot waterreservoir dient als watervoorziening voor de besproeiing.
Aan weerszijden van de cirkelvormige Amazonica liggen twee entreepartijen. In de zuidelijke entree is een educatieruimte opgenomen. De transparante gevel op het oosten biedt ook treinreizigers – de nieuwe Dome ligt vlak aan de spoorlijn – een kijkje in de tropische vlindertuin. Tegenover deze gevel ligt in een rondgang het servicegebied met dierenverblijven.

Projectgegevens
Opdrachtgever: Diergaarde Blijdorp, Rotterdam
Ontwerp: Arc2 architecten, Almere
Ontwerpteam:Gert-Jan de Jong, Egbert Eshuis,  Ernst van der Vecht, Emil Lüning
Constructeur: Adviesbureau Lüning, Doetinchem
Installaties: Wolter&Dros, Rotterdam
Aannemer ruwbouw: Kroes, Maasland
Aannemer gevels en luchtkussens: Reytec, Monster
Levering houten koepel: GeoDomeDesign, Almere-Doetinchem.
Bruto vloeroppervlak: 2.600 m2
Start bouw: mei 2012
Oplevering: april 2013
Bouwkosten: € 2,5 miljoen, inclusief installaties, exclusief BTW

[