Zoeken

Roofs 2001-05-20 Koperprijs voor (k)ei van een dak

          Stan Liebrand
Met de ronde oervorm die het midden houdt tussen een ei en een zwerfkei, voorzag Francine Houben van Mecanoo het Hollandrama in het Arnhemse Openluchtmuseum van een opzienbarend koperen dak. Dat dit ontwerp niet alleen nationaal de aandacht trok, blijkt wel uit de toekenning van de TECU® Award 2000 voor nieuwe industriële toepassingen van koper in de architectuur door het Duitse KM Europa Metal AG. Grote spanten van gelamineerd hout spannen een koperen laag over dit panoramatheater. De investering van ruim zevenendertig miljoen gulden in het hele museum is op dakgebied dus al beloond.
Prijs
De TECU® Architecture Award 2000 is de eerste internationale architectuurprijs die namens de technische koperbranche wordt uitgereikt met het oog op verdere stimulering van koper als dakbedekking- en gevelbekledingmateriaal. Daartoe worden afgeronde projecten beoordeeld. Tevens hoopt de branche zo een verzameling op te kunnen bouwen van innovatieve, markante en exemplarische voorbeelden van wat mogelijk is met koperbekleding. En ofschoon het de eerste uitgave betrof, bleek de jury verrast door het hoge aantal inzendingen en het niveau van de projecten. Word je vervolgens de winnaar dan is er alle reden in een vakblad nog een keer aandacht aan het aparte gebouw met het bijzondere dak te schenken.

HollandRama
HollandRama, zoals het (k)eivormige gebouw officieel heet, vertoont met diverse multimediamiddelen, de geschiedenis van de Nederland. Met behulp van een indrukwekkende beweegbare constructie kunnen zo’n 170 bezoekers per keer in een capsule langs de binnenkant van de gesloten eivormige wand worden gevoerd, dat een prachtig panorama vormt. Door te werken met beweegbare elementen staat het museum ook een stuk sterker in de strijd om bezoekersaantallen en kan het zelfs gedeeltelijk concurrerend werken met pret- en attractieparken.
Het idee om het HollandRama een meer dan actieve rol te laten spelen in het aanlokken van bezoekers , speelde al een geruime tijd bij de directie van het Openluchtmuseum. Het werd vervolgens opgepikt door architect Francine Houben die een oorspronkelijk concept uitwerkte tot de huidige vorm: geen traditionele bioscoop maar een ruimte waarin alle interactieve mediatechnieken kunnen worden toegepast. De combinatie van verleden, heden en toekomst gaf zij gestalte door te kiezen voor het idee van een zwerfkei.

3D
Het ontwerpidee was een zuivere bolvorm die werd gemodelleerd met een 3D computerprogramma dat ook veel in de werktuigbouw wordt gebruikt. (Mechanical Desktop). Door te spelen met de mogelijkheden die dit programma biedt, ontstond tenslotte de vorm waar uiteindelijk voor is gekozen. En die is gelijkmatiger dan de kleimodelllen en kent een hoofdas die twee symmetrische helften creëert. Wel bleef het een probleem dat dat zo ontstane gebogen vormen van de spanten en de gordingen niet in formules te vatten waren. Maar een gedeeltelijke compatibiteit van de computerprogramma’s van ontwerper Mecanoo (Mechanical Desktop) en de leverancier van de houten draagconstructie Nemaho (Bocad) heeft toch tot een oplossing geleid wat weer een flinke tijdwinst opleverde.

Ongeveer symmetrisch
De draagconstructie van de bol wordt gevormd door 18 gebogen spanten van gelamineerd Scandinavisch vurenhout. Daaroverheen zijn gordingen aangebracht en een ventilerend lattenwerk van
2 cm dik. En ondanks de symmetrie die werd bereikt met behulp van het uitgaan van een centale lengte-as, waren voor de twee ‘identieke’ helften toch nog ruim zeshonderd varianten in de buiging van de gordingen nodig. Voor het gemak werd dat aantal gehalveerd met als gevolg plaatselijke opvullingen om het vloeiende karakter te behouden.

20 mm en buigbaar
Hierna kon begonnen worden met het aanbrengen van het dakbeschot dat eveneens aan die vloeiende lijnen diende te voldoen. Normaalgesproken beveelt koperleverancier KME Benelux Nederland voor het aanbrengen van een koperen dakbedekking een ondergrond van minimaal 24 mm dakbeschot aan waarmee de 25 mm lange rvs bevestigingsnagels van de klangen genoeg houvast krijgen. Vanwege de kromming was in dit geval het aanbrengen van een dergelijk dik dakbeschot onmogelijk. Dus moest gekozen worden voor een andere oplossing, twee op elkaar aangebrachte - buigbare - multiplex platen van 10 mm, een oplossing die volgens KME voldoet.
Hoewel niet echt noodzakelijk werd tussen dakbeschot en koperbedekking een extra dampopen en waterdichte folie aangebracht. Dit werd gedaan met het oog op het gecompliceerde en relatief langdurige aanbrengproces van het koper waardoor dakbeschot en onderliggende isolatietaag te lang aan weersinvloeden onderhevig zouden kunnen zijn. En vocht in de onderconstructie geeft door de hoge dampdichtheid van koper een groot blijvend probleem.

Koperwerk
Het dak is een fraai staaltje vakmanschap. Het koperen dak is opgemaakt uit verticaal lopende stroken van maximaal 60 cm breed en 10 m lang met doorlopende felsnaden. Evenwijdig aan de lengte-as lopen over de bolvorm drie banden die de baanlengtes scheiden. Dakdekker Ockeloen nam apart de lengte van elke baan op en voorzag die na het knippen van een fels. Met een aparte buigmachine werd de benodigde kromming gerealiseerd en dat leverde telkens een passende strook op voor het betreffende dakdeel. In de voorbereiding van het aannemen van dit werk maakte het in koperen daken gespecialiseerde bedrijf een model dat heel nauwkeurig werd voorzien van kleine strookjes koper. Zo verschafte dit werken op schaal het inzicht in eventuele problemen bij de echte uitvoering waarbij gekozen werd voor het 0,7 mm dikke koper dat blank werd toegepast.
Het oorspronkelijke plan om de platen te voorzien van een fabrieksmatig aangebrachte patinalaag -tegen het vergroeningsproces - moest worden losgelaten. De lengtes die bij HollandRama werden toegepast passen namelijk niet in de klimaatkamers die voor een goede patinalaag noodzakelijk zijn. Bovendien zouden dan dwarsfelsen nodig zijn die weer tot andere - regen - problemen zouden leiden. Zo resteerde de keuze voor de blanke koperen plaat die na verloop van tijd toch een groene - patina - kleur zal laten zien.

 Koper als dakbedekking
Koper wordt in gevelbekleding en dakbedekking steeds meer toegepast. Het is duurzaam materiaal met een zeer lange levensduur van honderden jaren zoals kerk in Duitsland heeft aangetoond. Onder invloed van lucht en neerslag vormt koper een ondoordringbare oxidelaag die na verloop van jaren verkleurt tot het karakteristieke patinagroen. Deze laag beschermt het koper vrij snel tegen invloeden van buitenaf terwijl de dikte-afname slechts 0,1 tot 0,01 mu per jaar is. Dit verklaart de enorme levensduur van koper
Patineren

Het natuurlijk en langdurige verkleuringsproces van koper kan worden  versneld met behulp van. Groenspaan. Het verwerkte koper wordt dan in situ met zuren behandeld. Het resultaat vertoont evenwel geen regelmatige vergroening en is - vanwege de wateroplosbaarheid - niet blijvend.
Bij fabrieksmatig patineren is sprake van een voorbehandeling waarbij het koper eerst opgeruwd wordt en daarna ingesmeerd met een pasta van verschillende zouten. Een nabehandeling in klimaatkamers doet tenslotte de groene patinalaag ontstaan. Deze behandeling is evenwel op alle gebied behoorlijk belastend.

Elektrolyse
Koper is een edelmetaal en zal dus andere metalen (met uitzondering van andere edelmetalen en rvs) door elektrolyse aantasten. Om die reden wordt onder koperbekleding meestal een folie geplaatst om de mindere edele bevestigingsmiddelen van de onderconstructie te beschermen.

Ventileren
Koper is niet gevoelig is voor condenscorrosie en hoeft zelf, dat wil zeggen direct onder het materiaal niet te worden geventileerd. Zeer dampdichte folie of speciaal isolatiemateriaal houdt het van binnen naar buiten diffunderen van vocht tegen en maakt ventileren overbodig. Toch werd bij Hollandrama geopteerd voor ventilatie, dit in verband met de vele loze isolatieruimten waarin vocht kan condenseren. In de voet en in de nokconstructie zijn voor de toevoer en afvoer van ventilatielucht openingen aangebracht.

Bijzonderheden
Op daken met hellingen van minder dan 10 graden bestaat bij wind en  regen de kans op inwateren bij de felsen. Op de vrijwel vlakke bovenzijde van het HollandRama is in verband daarmee in de fels een schuimbandje opgenomen.
Het is zaak grote vormverandering ten gevolg van temperatuurschommelingen (koper heeft een relatief grote uitzetting van 0,017 mm per meter per graad Celsius) op te vangen, zeker bij plaatlengtes van 10 m. In huidig project werden hiertoe de platen alleen aan de bovenzijde met klangen - aangebracht met koperen of rvs nagels - vastgezet en voor de rest met zogenaamde schuifklangen. Deze bieden voldoende bewegingsvrijheid.

Feiten en getallen

Nieuwbouw entreegebouw rnet binnenmuseum en panoramatheater Openluchtmuseum te Arnhem

Participanten
Opdrachtgever: Nederlands Openluchtmuseum, Arnhem Rijksgebouwendienst Directie-oost, Arnhem

Architect: Mecanoo architecten b.v., Delft
Constructeur: Goudstikker-de Vries / ACN bv, Capelie a/d IJssel
Project management: ARBA MINCH projectmanagement BV, Den Haag
Installatie adviseur: Technical Management, Amersfoort
Bouwkundig aannemer: Strukton Bouwproiekten b.v., Maarssen
Aannemer werktuigbouw- lmtech Proiekts, Arnhem
kundige installaties:
Aannemer electrotechnische Ergon bv, Apeldoorn
installaties:
Loodgieter Ockeloen VOF Amsterdam

Architect/landschapsarchitect/interieurarchitect
Projectteam: Francine Houben, Aart Fransen, Michei Tombal, Chris de Weijer, Alfa Hügeimann, Joke Klumper, Poscal Tetteroo, Patrick Eichhorn, Rick Splinter, Michael Dox, Soskia Hebert, Theo Kupers

Oppervlakten
Bruto vloeroppervlak: 3185 m²
Netto vloeroppervlak: 2920 m²
Begane grond Entreegebouw: 810 m²
Expositiezalen: resp. 494 m² en 335 m²
Hollandrama: 637 m²
Terreinoppervlakte: 18.000 m²
Bouwkosten: Fl. 17.000.000,-
lnrichtingskosten
Hollandrama: Fl. 8.500.000,-
lnrichtingskosten overig: Fl. 1.500.000,-

Data
Ontwerp: 1995-1998
Uitvoering: 1999-2000