Grenzen verleggen door te bouwen met glas
Glas is een complex materiaal. Het is bros en kan zonder waarschuwing breken. Niet het meest voor de hand liggende materiaal voor bouwkundige constructies. Maar als de krachten op een goede manier in het glasvlak worden geleid, is glas net zo druksterk als beton.
Tekst: Jet Sennema, Octatube Nederland BV
EMC Onderwijscentrum. Foto: Octatube.
Technisch ontwerpbureau en productiebedrijf Octatube uit Delft specialiseert zich in het gebruik van constructief glas; het toepassen van glas als constructief element. Als Design & Build bedrijf voert Octatube projecten van ontwerp tot realisatie in eigen beheer uit. Alle problemen die voorkomen tijdens het ontwerpproces, de productie en het bouwen kunnen zo zelf opgelost worden. Dit werpt met name haar vruchten af bij technieken die specialistisch, nieuw of experimenteel zijn, zoals constructief glas.
Steeds vaker zoeken architecten in hun werk naar maximale transparantie, veel daglicht en een natuurlijke verbinding tussen de binnen- en buitenruimte. Door het gebruik van constructief glas kan een groter glasoppervlak gerealiseerd worden met een zo transparant mogelijke constructie. Het kan een gevoel van lichtheid teweeg brengen ten opzichte van massieve constructies. Glas is een duurzaam en breed inzetbaar materiaal. Maar gezien het complexe karakter vraagt het werken met glas om een gedegen constructief fundament. Het is uitdagend en vereist precisiewerk. De toleranties zijn essentieel en daarom is goed reken-, teken- en testwerk onmisbaar.
Om deze uitdagende glasconstructies te realiseren staat bij Octatube de samenwerking tussen engineer en constructeur centraal. Door deze integrale aanpak kan het ontwerp niet alleen worden geoptimaliseerd, maar wordt ook op een efficiënte manier een hoog detail- en dus kwaliteitsniveau behaald.
EMC Onderwijscentrum
Voor de renovatie van het Onderwijscentrum van het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam ontwierp KAAN Architecten twee zigzag gevels. Octatube werd uitgenodigd voor de engineering en bouw van deze gevels, waarbij glas als constructief element werd toegepast.
EMC Onderwijscentrum. Foto: Michael van Oosten.
Zigzag
Door de gevel in een zigzag vorm met hoeken van 90° op te bouwen, ontstaat een constructieve diepte van 650 mm. De kon hiermee terug worden gebracht tot enkel staven die volledig wegvallen in de voegen van het isolatieglas. Door het glas precies in de stalen kaders te passen, vormt het systeem een stijf geheel. Daarmee functioneert het isolatieglas als een stabiliserend element dat de drukkrachten opvangt en tegelijkertijd de stalen staven in staat stelt om de trekkrachten op te vangen. . Het staal wordt op druk gestabiliseerd door het glas (tegen knik).
De detaillering van het systeem is zeer ver geoptimaliseerd. In de ontwikkeling van dit nieuwe gevelsysteem staan de lichtheid, transparantie en veiligheid centraal. Ook in de uitvoering is het gelukt om zonder complicerende randvoorwaarden aan het bouwkundig werk twee gevels te realiseren (49 en 58 meter lang). Boven de gevel is een 76 meter lange vrije overspanning die onder invloed van de variabele belastingen 12 centimeter vrij op en neer kan bewegen boven de gevel.
Van Gogh Museum
het entreegebouw van het Van Gogh Museum in Amsterdam, ontworpen door Kisho Kurokawa & Associates, is zoveel mogelijk samengesteld uit glas. Octatube was verantwoordelijk voor de technische uitwerking van het ontwerp en de montage.
Het gebouw wordt gekenmerkt door een glazen schaaldak dat wordt ondersteund door glasvinnen met een lengte tot 12 meter, een koudgebogen glazen vinnen gevel met toegangsdeuren en een 1,5 meter uitkragende glazen luifel die wedijvert met de zwaartekracht. Het interieur wordt gedomineerd door een glazen trap die wordt ondersteund door glazen bogen.
Glas alom, dus. Een uniek bouwproject in Nederland met grensverleggende toepassingen van constructief glas.
Van Gogh Museum. Foto: Ronald Tilleman.
Dak
Het glasdak bestaat uit geïsoleerde en gelamineerde glaspanelen die allemaal een andere breedte hebben en worden ondersteund door glasvinnen die driedubbel zijn gelamineerd met behulp van SentryGlas tussenlagen. De glazen liggers zijn alle 30 geoptimaliseerd en uniek in lengte en hoogte. Zonwering van het op het noorden georiënteerde glazen volume gebeurt door middel van een hoogwaardige coating en een lichte zeefdruk op het dakglas.
Van Gogh Museum. Foto: Ronald Tilleman.
Het glasdak van 600 vierkante meter wordt gedragen door de glazen liggers, die daarmee de staalconstructie tegelijkertijd stabiliseren. De grootste glazen vin is 12 meter lang en 70 cm hoog. Dit is de grootste structurele glasvin in Nederland.
Vanwege de complexe geometrie, de vele verbindingen en extreem kleine toleranties, is er in de fabriek van Octatube een proefmontage gemaakt van de volledige stalen buisconstructie van 60x15x10 meter. Glastoleranties waren maatgevend voor de productie van het staal. In de buitenste 1,3 meter brede zone van het dak is een deel van de dubbelglas panelen koud getordeerd om het gekromde dakvlak op de gevel te laten aansluiten.
Van Gogh Museum. Foto: Luuk Kramer.
Gevel
De gebogen gevel met een buigstraal tot 11,8 meter, bestaat uit koudgebogen dubbelglas panelen die zijn bevestigd aan 20 unieke glasvinnen. Net als in het dak zijn deze driedubbel gelamineerd en voorzien van SentryGlas tussenlagen. De langste gevelvin is 9,4 meter.
De glaspanelen kwamen plat op de bouwplaats aan en werden ter plekke (koud) in de vorm gebogen. Hoewel Octatube al sinds het begin van deze eeuw bedreven is in het koud buigen en torderen van glas, is de combinatie met structurele glasvinnen als ondersteuningsconstructie wel uniek. De toepassing van koud vervormde glaspanelen bleek vanwege de verlopende elliptische buigstraal van de gevel vele malen goedkoper dan een alternatief met warm gebogen glas. De glaspanelen kwamen plat op de bouwplaats aan en werden ter plekke (koud) in de vorm gebogen. De totale oppervlakte van de gevel is 650 vierkante meter. Daarnaast wordt de ingang gemarkeerd door een 11 meter lange glazen luifel die anderhalve meter uitkraagt met een momentvaste verbinding van bijna een halve meter.
Van Gogh Museum. Foto: Ronald Tilleman.
Trap
De prominente glazen trap in het interieur heeft een minimale hoeveelheid staal. De grootste belasting wordt afgedragen door middel van een driedubbel gelamineerde glazen boog die de trap ook stabiliseert. De verbinding tussen deze glazen boog en de trapbomen is op het werk met een speciale hars gegoten voor een perfecte krachtsoverdracht.
Mauritshuis
De volglazen lift is een belangrijk onderdeel van de vernieuwing en uitbreiding van het Mauritshuis in Den Haag. Octatube verzorgde de technische uitwerking van het ontwerp van architect Hans van Heeswijk. Opnieuw een bijzonder voorbeeld van constructief glas: de lift wordt niet gesteund door een stalen hulpconstructie. De zelfdragende lift is maar liefst 10 meter hoog.
De cilinder bestaat uit gelamineerde, halfgeharde, warmgebogen glaspanelen die met RVS hoepels zijn verbonden. Verticale stabiliteit wordt gewaarborgd door drie verticale glasvinnen die bovenaan met een dwarsgelegen glasvin zijn gekoppeld. Twee van de drie glazen vinnen fungeren als geleidingsrails voor de glazen liftkooi. Hieraan zijn extreem hoge toleranties (binnen 1mm) en technische randvoorwaarden verbonden. De glazen vinnen bevinden zich half binnen en half buiten de gebogen glaspanelen, zodat ook hun eigen stabiliteit gewaarborgd is. Daarnaast wordt zo de abstracte ronde verschijningsvorm van de liftschacht benadrukt, opgebouwd uit constructief meewerkende gebogen glaspanelen.
Mauritshuis. Foto: Jacqueline Knudsen ArchitectuurNL
Mogelijkheden te over
Al deze projecten van Octatube laten zien hoe met constructief glas complexe architectonische constructies zijn te realiseren, die niet alleen esthetisch, maar ook constructief kloppen. In de afgelopen decennia is het gebruik van glas in gebouwen enorm toegenomen. Steeds meer gebouwen laten steeds minder materialen zien. De zoektocht naar maximale transparantie is nog niet afgerond en daarmee blijven de grenzen van constructief glas verlegd worden. Ook vanuit duurzaamheidsoogpunt is het belangrijk onderzoek te blijven doen naar de toekomst van constructiematerialen. Door een proactieve, onderzoekende houding is het mogelijk uitdagend maatwerk te leveren met glas als uitzonderlijk en duurzaam constructiemateriaal.
Mauritshuis. Foto: Jacqueline Knudsen ArchitectuurNL
