EGM architecten over uitwerking ontwerp Fenix: “Het was echt teamwork”

Het onlangs geopende Fenix op Katendrecht is ontworpen door MAD Architects (tornado) en Bureau Polderman (renovatie loods). Als co-architect stond EGM architecten naast deze bureaus voor de uitwerking van de ontwerpen. Een gesprek met partner Vincent Ketting en technisch ontwerper Darko Andric over enkele uitdagingen die zij in het uitwerkingsproces tegenkwamen.

“De renovatie van de Fenix I-loods, naar ontwerp van Mei Architects & Planners, hebben we eerder ook uitgewerkt. Dat bracht Stichting Droom en Daad ertoe ons ook te vragen voor de uitwerking van Fenix II”, vertelt Vincent Ketting, die als partner Powered by EGM onder zijn hoede heeft, het label waarmee EGM architecten zijn bouwtechnische kennis ter beschikking stelt aan allerhande opgaven. “We zijn vanaf het voorlopig ontwerp aangehaakt en hebben de uitwerking gedaan van het voorlopig, definitief, technisch en uitvoeringsontwerp, waarbij we ook de realisatiefase begeleid hebben. Daarnaast zijn we co-architect van een deel van het casco.”

De grootste uitdaging bij de renovatie van de oude loods van Fenix II zat in de mate waarop deze verzakt was. “Het gebouw is volledig 3D gescand en daaruit bleek dat de tweehonderd meter lange gevel plaatselijk zo’n 10 cm naar voren kwam. De vloeren waren hier en daar nog erger verzakt, tot wel 25 cm”, vertelt Vincent.

De loods is in de jaren ‘20 gebouwd, toen nog als één geheel. Nadat het middendeel van de loods tijdens en na de Tweede Wereldoorlog zwaar beschadigd was geraakt, is de loods in twee gebouwen opgedeeld. De originele loods is op zand gefundeerd, op poeren. In de jaren ’50 is bij Fenix II aan de waterzijde echter nog een travee bijgebouwd en zijn aan de straatzijde twee liften ingebouwd. Die toevoegingen kregen eigen funderingen.

“Wat je zag is dat de funderingen van de toegevoegde travee en liften uit de jaren ’50 veel beter was dan de fundering van de rest van het gebouw uit de jaren ‘20. Terwijl het deel uit de jaren ‘50 bleef staan waar het stond, zakte de rest van de loods steeds verder weg. Doordat de toegevoegde liften ook gekoppeld waren aan de bestaande constructie, zorgde dat voor een flink aantal scheuren in de omliggende balken. De twee liftschachten zorgden als het ware voor een hangbrugeffect.”

“Door nauwkeurige metingen van de verzakkingen en die in 3D na te bootsen, konden we een aantal slimme ingrepen bedenken, zoals het loszagen van de liften en het toepassen van lichtgewicht beton om de verdiepingsvloer te egaliseren. Hierdoor is het gelukt om het gebouw geschikt te maken voor zijn museumfunctie. Je moet heel goed kijken om het nog te zien.”

“De poerenfundering van de oude loods is niet gestabiliseerd en de verwachting is dat deze wel wat zal blijven verzakken, maar dat dat nu evenrediger zal gebeuren. Het zakkingsproces is nu beheersbaar gemaakt”, licht Vincent toe.

Draagconstructie Tornado

Het is vooral de uitwerking van de dubbele trap in het hart van het gebouw, de Tornado, waar de ontwerpers niet over uitgepraat raken. Powered by EGM heeft alles geïntegreerd in het BIM-model dat gebruikt is voor de bouw. “Dat vraagt een intensieve coördinatie met alle betrokken partijen”, omschrijft Vincent. “Maar we hebben het ontwerp ook helemaal uitgewerkt, wat betekent dat alle details uiteindelijk bij ons vandaan komen.”

In het ontwerp voor de Tornado werkte Powered by EGM samen met de vestiging van MAD Architects in Rome, met IMd voor het constructief ontwerp, met Dura Vermeer als hoofdaannemer van het casco, met CSM voor de bouw van de staalconstructie, met CIG voor de productie van de stalen beplating, met Bosman voor de installaties, met IFS voor het glazen dak, met Svasek voor de drainage, met Woodwave voor de houden bekleding en zo met nog een aantal partijen.

“Met het team van MAD in Rome had ik een vast wekelijks overleg, maar soms ook dagelijks contact”, vertelt Darko. Aangezien het ontwerpproces en het engineeringsproces parallel aan elkaar liepen, was dit ook noodzakelijk. “Bij MAD hebben ze voor ieder project een Whatsapp-groep, dus ook eentje voor Fenix. Op de tentoonstelling over hun werk in het Nieuwe Instituut is een deel van het gesprek in die groep te zien.”

De draagconstructie van de Tornado is gezamenlijk ontwikkeld door MAD Architects, IMd Raadgevende Ingenieurs en staalbouwer CSM. Daarbij heeft IMd de draagconstructie parametrisch gemodelleerd om de beste vorm van het ruimtevakwerk te kunnen genereren en de beste plaats voor de steunpunten te vinden.

Om de dubbele trap op het oog vrij te laten zweven, wilde MAD geen ondersteuning ervan door kolommen. In plaats daarvan wordt de dubbele trap zijdelings ondersteund. Rond het atrium, waarin de dubbele trap omhoog cirkelt, is een wit, stalen frame gebouwd, met eigen fundering. De ‘tafelconstructie’ noemt Darko dit. Het meeste gewicht van de Tornado wordt daarop afgedragen. Maar de liftkern draagt de dubbele trap ook, legt Darko uit. De liftkern is ook uitgevoerd als ruimtevakwerk en de dubbele trap haakt daar op drie plekken op aan.

Wat verder bijdraagt aan de stabiliteit van de trap is dat de twee routes, die erover te volgen zijn, elkaar twee keer kruisen, eenmaal onder het dak en eenmaal boven het dak. Die kruisingen werken draagconstructief ook als kruisen.

Glazen dak

Het glazen dak over het atrium had oorspronkelijk een wel erg compacte constructie meegekregen. “Met de glasconstructeur hebben we het glazen dak uitgewerkt en daar kwam een stuk hogere constructie uit, waarin ieder glaspaneel vrij gemonteerd kon worden en waarin het glasdak als geheel ook los gedilateerd was van de verdere draagconstructie”, vertelt Darko. “De Tornado heeft zijn eigen trillingen en bewegingen, het glasdak wil je daar los van houden.”

“Het glasdak ligt nu middels nokken, los als een dekentje, over de tafelconstructie heen en kan zo ongehinderd zijn eigen bewegingen meemaken. Het betekende uiteindelijk wel dat het uitzichtplatform 50 cm hoger kwam te liggen en dat het ontwerp daarop aangepast diende te worden.”

Op de plekken waar de Tornado door het glazen dak omhoog komt, golft het glazen dak er overheen om twee ‘cockpits’ te vormen, zoals Darko het noemt. Aangezien het doorgaande ruimtevakwerk van de Tornado niet zomaar onderbroken kon worden, is de koudebrug die daar zou kunnen ontstaan opgelost door de stalen profielen ter plaatse van binnen volledig te vullen met isolatie. Omdat de profielen soms wel dertien meter lang zijn, is de isolatie ook over die lengte ingebracht. Daar waar de Tornado door de thermische schil steekt, is deze aan de binnen- en buitenzijde voorzien van een extra isolatieplaat.

De verticale glazen wand, die de Tornado bij de ‘cockpits’ doorsnijdt, is uiteindelijk óp de constructie van de Tornado gezet en staat zodoende los van het glasdak eromheen. Om dit mogelijk te maken heeft het ontwerpteam hiervoor speciale rubbers ontwikkeld.

Onzichtbare hemelwaterafvoer

Een flinke uitdaging was de hemelwaterafvoer van de Tornado. Het eerste voorstel van MAD was om die via de liftkern te laten lopen. Maar water haal je liever niet binnen in een liftschacht, zeker niet de hoeveelheden water waar het hier om gaat, geeft Darko aan. Samen met Svasek en Bosman heeft EGM daarom een systeem ontworpen waarin de afwatering van het uitkijkplatform via twee kanalen lángs de liftkern loopt en de afwatering van de Tornado via de dubbele trap zelf gaat.

In de dubbele trap van de Tornado is onderin de constructie een doorgaande, flexibele hemelwaterafvoer opgenomen. Omdat buizen van stijf PVC hier niet zouden werken, hebben de ontwerpers gezocht naar een alternatief, die uiteindelijk in de agrarische sector is gevonden. “Bij projecten als dit moet iedereen out-of-the-box kunnen denken”, vindt Darko.

Om het verzamelde regenwater gedoseerd op het groendak te kunnen lozen, komen de verschillende hemelwaterafvoeren eerst uit op een drainagegoot, van waaruit het water verspreid over het dak geloosd wordt. Naast het groendak zijn er ook grindkoffers die reflectie van het dak op de bekleding van de Tornado moeten voorkomen. Bij regenval worden die grindkoffers ook gebruikt als waterbuffers.

Een interessant aspect aan de liftschacht is dat deze oorspronkelijk was ontworpen zonder koeling. Maar door opwarming van de zon zou deze in de zomer veel te heet worden. Dat was een flinke puzzel, maar door de liftmachinekamer in de kelder te plaatsen, onder de vloer van het atrium, was er in het uitkijkplatform ruimte om daar de noodzakelijke koeltechniek te plaatsen.

Stalen gevelbekleding

Dan de grote stalen platen die het aangezicht van de Tornado bepalen. Zoals geen segment op de dubbele trap hetzelfde is, zo zijn alle stalen platen ook allemaal verschillend. De stalen platen zijn gemaakt door CIG uit Groningen, een bedrijf dat zijn oorsprong vindt in de scheepsbouw, en ondertussen gespecialiseerd is in complex gevormd staalwerk voor gebouwen, bruggen, en dergelijke. De platen zijn grotendeels handmatig gevormd, op multiplex mallen. Het is ongelofelijk knap wat ze kunnen maken, vindt Darko; ze leveren werk op wereldniveau.

De grote, 6 mm dikke stalen platen zijn van buiten gepolijst en ter voorkoming van hinderlijke reflecties plaatselijk geschuurd. Van binnen hebben de stalen platen verstijvingsribben. Die ribben waren in eerste instantie direct aan de buitenbeplating gepuntlast. In een mock-up op het dak van Fenix bleek dat dit van buiten echt te zien zou zijn in de vorm van doorgedrukte punten. Het zou dus een pokdalig beeld geven. Met die kennis is een systeem ontwikkeld waarmee de ribben op plaatjes gemonteerd werden, waarbij die plaatjes vervolgens voorzichtig aan de beplating gepuntlast werden. “Zoiets kun je alleen in een mock-up testen”, denkt Darko. “Dan ziet iedereen wat het is.”

Het ‘hoedje’ op het uitkijkplatform zou oorspronkelijk gesegmenteerd zijn, dus opgebouwd uit meerdere stalen platen. Door wijzigingen in het ontwerp van de liftschacht en uit oogpunt van uitvoering, is gezamenlijk bedacht om het ‘hoedje’ toch uit één geheel te maken. Dat ‘hoedje’ is in zijn geheel vanuit Groningen naar Rotterdam gevaren en is met zijn naadloze vorm een passend hoogtepunt voor de Tornado.

Uit de eerste mock-up op het dak van Fenix bleek ook dat de bedachte bekleding van de trap met kunsthout geen fraai beeld zou geven. Daarop is uiteindelijk toch voor een bekleding gekozen uit verduurzaamd hout.

Zakking en stellen

Over hoe de Tornado gerealiseerd is en hoe deze er nu uitziet is Darko zeer te spreken. “Bij een constructie als dit, met grote uitkragingen, ontwerp je op basis van een complexe theoretische situatie. Daarin neem je de montage, de verzakking en de vervorming mee die onvermijdelijk optreedt als al het gewicht aan de constructie gemonteerd is. Die verzakking gebeurde hier precies zoals die vooraf berekend was.”

Tussen de stalen panelen zijn naden van 20 mm aangehouden. Gezien de precisie van de staalbouw hadden dunnere naden ook gekund, maar bij bredere naden vallen eventuele afwijkingen minder op. En zo was er ruim voldoende ruimte om de verzakkingen op te vangen, legt Darko uit.

De Tornado is aan weerszijden afgewerkt met een lange stalen plaat, plus één aan de onderzijde. Om de platen allemaal goed te kunnen stellen, is gebruikgemaakt van 3D-knopen waarmee de platen zowel aan de bovenzijde van de trap als aan de onderzijde van de trap gesteld konden worden. De bekleding aan de binnenzijde is van hout gemaakt. Bij dat hout was nog ruimte om dat achteraf op maat te zagen, maar dat bleek niet nodig.

Vlak voor de montage op de bouwplaats is bij staalbouwer CSM uit Hamont-Achel (België) nog een grote mock-up gemaakt waarin een specifiek stuk van de Tornado volledig is uitgewerkt. Daar zijn alle onderdelen van de trap ook uitvoerig getest, montagetechnisch en esthetisch, vertelt Darko.

Teamwork

Over de samenwerking tussen de bij dit project betrokken partijen komt Darko woorden tekort. “Het was teamwork, echt teamwork. Iedereen respecteerde elkaars expertise, stond open voor elkaars ideeën en zocht elkaar veelvuldig op. De onderlinge communicatie verliep soepel, er was sprake van echte samenwerking.

Met zijn collega’s heeft Darko het ontwerp in Revit gemodelleerd en gedetailleerd en gedeeltelijk bouwkundig gecoördineerd. De constructeur en installateur werkten ook in Revit, de andere partijen gebruikten hun eigen software. Door middel van IFC werden onderling bestanden uitgewisseld in verschillende onderdelen, via Solibri werd het resultaat steeds binnen het bouwteam gedeeld en besproken. Clashes die EGM detecteerde konden zo steeds besproken en opgelost worden.

Bij de opening van Fenix ontmoette Darko op de Tornado Ma Yansong, architect en oprichter van MAD. Hij complimenteerde hem met het behaalde resultaat en zei: “You never said ‘no’.” Dat beschouwt Darko als een groot compliment. In het team is steeds gezocht naar hoe de ideeën van Ma Yansong het beste vorm konden krijgen. “Het is gelukt!”