Samen leren in een betonnen bijenkorf

Auteur: Kirsten Hannema

Op de NTU-campus in Singapore bouwde Heatherwick Studio een gebouw als een betonnen bijenkorf, dat studenten stimuleert om met en van elkaar te leren.

The Hive betekent ‘de bijenkorf’, al heeft het onderwijscomplex, opgebouwd uit twaalf torens van elk acht verdiepingen, ook wel iets van reusachtige plantenwortels. Architect Thomas Heatherwick vergelijkt zijn ontwerp met handbewerkte natte klei; hij wilde de esthetische kwaliteit van keramiek nabootsen. Met ‘gewoon’ grijs beton heeft hij een spectaculaire ruimte gevormd.

Het was de enige optie qua materiaal, blikt de Britse architect Thomas Heatherwick terug op de keuze om de kolommen, de vloeren, de liftkernen en de gevelbekleding van de Learning Hub op Nanyang Technological University in beton uit te voeren. ‘Met beton konden we zowel de ambitie voor een innovatief onderwijsgebouw als de benodigde energiedoelstellingen, binnen het – bescheiden - bouwbudget realiseren.’

Door de thermische massa van het beton blijft het gebouw overdag intern koel, waardoor het benodigde vermogen om het gebouw actief te koelen tot een minimum wordt beperkt. Dit principe is gecombineerd met het natuurlijk ventileren van het atrium in het midden van het gebouw. ‘Beton als bouwmateriaal past goed in de Singaporese context’, vertelt projectleider Wong Wai Ying van CPG, het lokale architectenbureau dat aan het project meewerkte. ‘Het is bestand tegen intensief gebruik en het warme vochtige klimaat, brandwerend, en de lokale aannemers zijn gewend om met beton te bouwen.’

Onderwijshub

The Hive is er een in een reeks nieuwe bouwprojecten die de afgelopen jaren gerealiseerd zijn, als onderdeel van de transformatie van de 200 hectare grote universiteitscampus. De grote uitdaging en drijfveer achter het project was ‘om een ​​gebouw te creëren dat voldoet aan de hoge ambitie van de opdracht om opnieuw uit te vinden wat een leerruimte zou kunnen zijn’, vertelt de architect. Met ‘gewoon’ grijs beton heeft hij een gebouw gemaakt dat allesbehalve ‘grijs’ oogt, en zonder de saaie lange gangen die traditionele onderwijgebouwen kenmerken. Hij ziet dat sinds de opkomst van internet en laptops de manier waarop studenten onderwijsfaciliteiten gebruiken is veranderd. Voor het vergaren van kennis zijn ze minder afhankelijk van fysieke gebouwen. Het is voor het contact met collega’s, ruimte om te sparren en inspiratie dat studenten naar de campus komen. Dit is wat Heatherwick beoogt met The Hive.

Natte klei

Het idee is dat studenten door samen te komen beter leren en kruisbestuiving van ideeën ontstaat. Daarbij wilden de ontwerpers breken met het traditionele rechthoekige lokaal waarin de docent voorin de klas de studenten toespreekt. In plaats daarvan tekenden ze 56 ovale onderwijsruimtes die gebruikers uitnodigen om te mixen, in een meer gelijkwaardige opstelling. De lokalen zijn gestapeld tot acht torens, op hun beurt geplaatst rond een centrale ontmoetingsruimte. Het geheel doet denken aan een bijenkorf, vandaar de naam The Hive, al kun je er ook plantenwortels in zien. De architect vergelijkt zijn ontwerp met handbewerkte natte klei; de eerste schaalmodellen maakte hij ook daarmee. Hij wilde ‘het gevoel van keramiek’ nabootsen, met ‘ruimte voor onvolkomenheden en de natuurlijke eigenaardigheden van het productieproces’. De kolommen zijn gegoten met siliconen mallen, om ze een golvend oppervlaktepatroon te geven. De betonnen wanden van de lift- en trappenhuizen zijn verrijkt met 700 – op elkaar aansluitende – 3D-tekeningen, ontworpen door illustrator Sara Fanelli. Ook voor dit reliëf is gewerkt met siliconen mallen.

Stimulerende omgeving

De voetafdruk van het gebouw ‘groeit’ naar buiten toe naarmate je hoger in het gebouw komt, met als gevolg dat de plattegrond per verdieping verschilt. De conische torens zijn rond een atrium geplaatst, waarbij onderwijs- en ontmoetingsruimtes – binnen en op balkons en groene terrassen - afgewisseld zijn, om interactie tussen gebruikers te stimuleren. Het metershoge atrium biedt overzicht, fungeert als verkeers- en ontmoetingsruimte, brengt daglicht binnen en speelt een rol in het klimaatsysteem, waarbij warme lucht op natuurlijke wijze omhoog beweegt langs de torens. Het is te vergelijken met het natuurlijke ventilatiesysteem van een termietenheuvel.

Draagconstructie

De draagconstructie bestaat uit gewapend beton, met uitzondering van het atriumdak, dat gemaakt is van staal. De enige verticale structurele elementen zijn de vier kernen met liften en de muren van de trappenhuizen. Deze zijn via de betonnen vloeren verbonden met het draagskelet van kolommen, opgebouwd uit holle prefab betonelementen, die rond wapeningsstaven zijn geplaatst, waarna de holte is volgestort met beton. De vloeren, die naar boven toe steeds verder uitkragen, dubbelen als zonwering voor de ondergelegen verdieping. Er zijn geen liggers om deze overstekken te dragen; in plaats daarvan zijn de kolommen onder een hoek ontworpen om ‘bogen’ te vormen die de krachten naar beneden afdragen.

Rationaliseren

Het gebouw is aan de buitenzijde bekleed met prefab betonnen gevelelementen, die voor elke toren en verdieping apart vervaardigd zijn, aangezien het geveloppervlak groter is naarmate je hoger in het gebouw komt. In totaal werden meer dan duizend panelen gemaakt, met tien verschillende krommingen. Elk gevelpaneel is twee meter breed, en onderverdeeld in twintig – onregelmatige - horizontale ribbels, die zijn gecreeerd met behulp van twaalf siliconen mallen. Om de organische vormen in het gebouw te ‘rationaliseren’ gebruikten de ontwerpers elf soorten kolommen, vier raamafmetingen en één breedte voor de glaspanelen, toegepast in vele combinaties. Het gewapend beton is per verdieping gestort, waarna de prefab betonelementen met een bouwkraan op hun plek werden gehesen.

BIM

Voor het ontwerp en de uitwerking van de draagconstructie werkten de ingenieurs met BIM (Building Information Modelling). Wong Wai Ying: ‘Door 3D-BIM te gebruiken, konden we componenten zeer precies ontwerpen en produceren. We konden voorspellen welke onderdelen en aansluitingen een bepaalde tolerantie vereisen, en inzichtelijk maken hoe elk onderdeel is geassembleerd, om de materialen maximaal te laten presteren als het gaat om stevigheid en weerbestendige eigenschappen. En aangezien we met grote componenten werkten op een krappe bouwlocatie, moest de volgorde de bouw van tevoren nauwkeurig worden gepland.’ Een van de meest ingewikkelde onderdelen daarbij was de berekening van de kolommen, omdat elke verdieping groter is naarmate je hoger in het gebouw komt. Uiteindelijk zijn er 61 kolommen ontworpen die onder hellingshoeken tot 30 graden geplaatst zijn.

‘Groen’ beton

Voor de betonnen reliëfs rond de liftkernen en het trappenhuis, is gepigmenteerd beton gebruikt, verrijkt met ijzeroxide, dat een roodbruine tint geeft. Dit is het eerste project met gepigmenteerd beton dat is gerealiseerd in Singapore. Om hiervoor toestemming te krijgen van de Singapore Building Authority, is een aantal internationale referenties gepresenteerd en werden de Duitse standaarden naar het Engels vertaald. Aan het energiezuinige gebouw is de Green Mark Platinum status toegekend door de Singaporese Building and Construction Authority (BCA); de hoogste certificering op het gebied van duurzaamheid in Singapore. Het toont dat grijs beton ook ‘groen’ kan zijn.