Met sneeuw, water en houtvezels ‘s werelds grootste ijskoepel is gerealiseerd?

Afgelopen winter werd de visie van Slimbouwen op een geheel andere manier gepraktiseerd. Het afstudeerproject van Jorrit Hijl en Roel Pluijmen, beter bekend als de Pykrete Dome, zorgde voor een geheel nieuwe kijk op het materiaalgebruik en leverde een wereldrecord op. De Pykrete Dome leverde als de grootste ijskoepel ter wereld een overtuigend bewijs dat het loont om van de platgetreden paden af te gaan. Een geheel andere kijk op (en inspiratie voor) de huidige conventionele bouwwereld.

Tekst: Jorrit Hijl en Roel Pluijmen, Studenten Technische Universiteit Eindhoven

De Pykrete Dome is officieel geopend op 18 januari 2014 in Juuka, Finland. Vlak daarvoor leverde een team van 50 Nederlandse en 30 Finse vrijwilligers een topprestatie en werd de koepel in zes dagen onder leiding van het team van de Universiteit Eindhoven gerealiseerd. Dit is gelukt door 24/7 te werken in shifts van 3 uur bij zeer lage temperaturen. Het werd nog wel even spannend: de temperatuur lag twee weken voor oplevering namelijk geheel tegen de wetten van de Finse winters nog boven nul. De koepel  had (hij is inmiddels gesmolten) een overspanning van 30 meter en een hoogte van 10 meter. De dikte van de schaal varieerde van 15 centimeter in de top tot 40 centimeter boven de fundering. Door gebruik te maken van enkel sneeuw, water en houtvezels (die je kunt vermengen maar ook compleet scheidbaar zijn) werd het project automatisch fundamenteel duurzaam. Zelfs de bouwmethode is reproduceerbaar en dus herbruikbaar. Het optimale materiaalgebruik, hergebruik, aanpasbaarheid en efficiency zijn kernwaardes van de Slimbouwen visie.

Innovatief uitvoeringsproces
Het uitvoeringsproces van de Pykrete Dome is een combinatie van twee bestaande en weinig toegepaste technieken. Het vezelversterkte ijs (pykrete) en de toepassing van een membraan als Formeel. Door deze twee technieken te koppelen met het concept van Slimbouwen is een bouwmethode ontwikkeld waarmee het mogelijk werd ’s werelds grootste ijskoepel te realiseren.
De bouwmethode bestaat uit een opblaasbaar membraan die door een verankerd touwennet wordt gevormd tot een optimale geometrie. Deze herbruikbare vrije vorm wordt gebruikt als mal om water en sneeuw op te spuiten en dit te laten aanvriezen bij temperaturen van maximaal -10°C. Daarnaast wordt  gewapend ijs gevormd door een mix van water en houtvezels op te spuiten in combinatie met sneeuw. Dit vezelgewapend ijs kan er voor zorgen dat het materiaal tot twee keer sterker is dan gewoon ijs. Pykrete, de naam voor deze composiet, is toegepast op de locaties waar de krachtwerking in de koepel het grootst is. Zodra de juiste dikte van de schaalconstructie wordt bereikt, kan het opblaasbare membraan en touwennet worden verwijderd en kan de ijsconstructie op zichzelf blijven staan.
De bouwmethode van de koepel zorgt voor een uniek herbruikbaar proces dat door ongetrainde bouwers uitgevoerd kan worden. Hierdoor wordt er bespaard op werkvoorbereiding, personeel en is het gebruik van zeer groot materieel op de bouw overbodig. Door het materiaalgebruik en de vorm te optimaliseren in relatie tot de krachtwerking, wordt het materiaal effectief ingezet en is er nauwelijks sprake van ‘te veel vlees’.

Opmerkelijke resultaten
Pykrete was in de voorbereiding al ontwikkeld en uitgebreid in het laboratorium getest. Noodzakelijke berekeningen waren alleen mogelijk op basis van deze materiaalkennis. Het ijs en pykrete, zoals uitgevoerd tijdens de bouw van de Pykrete Dome, zijn later nogmaals getest en vergeleken met de gegevens uit de literatuur en het laboratorium onderzoek. Hieruit bleek dat de bouwmethode een hoge kwaliteit ijs levert. Door de vezels die worden toegevoegd aan het ijs wordt de constructie zowel sterker als taaier, waardoor het gedrag van de koepel veiliger bleek te zijn dan vooraf berekend.

Oplossing voor tijdelijke bouw
Het nadeel van ijs als bouwmateriaal is de lage temperaturen die nodig zijn om de sterkte en kwaliteit van de constructie te behouden. Dit zorgt ervoor dat het gebouw niet permanent gebruikt kan worden. Dat hoeft geen bezwaar te zijn. Een perceel dat in de zomer gebruikt wordt kan in de winter ongebruikt blijven. Denk aan sportvelden of een strand. Een tijdelijk gebouw kan deze locatie van een geheel nieuwe waarde voorzien. Denk hierbij aan een winterfestival waarbij het perceel met ijsgebouw slechts een korte tijd in gebruik is en waarbij het voor de bezoekers een unieke ervaring moet opleveren. De huidige ijshotels, die jaarlijks worden herbouwd, zijn hier een goed voorbeeld van. De bouw van de Pykrete Dome kijkt op een andere manier naar het gebruik van materialen. Duurzaamheid betekent niet altijd een lange levensduur, zeker als het materiaal 100% recyclebaar is en met zero-impact aan de natuur kan worden teruggegeven.

Op naar een nieuw record!
Het laatste nieuws is dat er inmiddels plannen zijn om het record volgend jaar te verbreken. Begin mei was een Finse delegatie in Eindhoven om de plannen te bespreken. Wilt u de kans grijpen om deelgenoot te zijn van dit wereldrecord of meer informatie willen? Het volledige proces van de bouw van de Pykrete Dome alsmede contactgegevens vindt u op www.pykretedome.com.