Interview Pim van Wylick en Hugo Jager

Fascinatie voor complexe vormgeving

Auteur: Cindy Vissering

Het 3D-printen van beton is wat de beide heren samenbrengt. Ze zijn allebei vanuit een fascinatie voor deze nieuwe techniek met hun eigen bedrijf de focus gaan leggen op 3D-printen van beton. Met de opgave van De Vergaderfabriek zijn zij samen in het consortium terecht gekomen. En na de doorontwikkeling van deze innovatieve techniek wordt het ontwerp nu ook werkelijk gerealiseerd. Pim van Wylick heeft het winnende ontwerp van een prijsvraag verder mogen uitwerken in nauwe samenspraak met o.a. de gemeente Voorst.

Pim van Wylick heeft het winnende ontwerp van een prijsvraag verder mogen uitwerken in nauwe samenspraak met o.a. de gemeente Voorst. En Hugo Jager helpt het consortium in de ontwikkeling van de innovatieve betonprinttechniek richting marktintroductie.

Droom wordt werkelijkheid

Arvid en Marjo Prigge willen een bijzondere vergaderlocatie realiseren naast belevingshotel De Slaapfabriek. Effectiviteit van activiteit wordt gecreëerd met o.a. beeld en geluid. De wand om de vergadertafel heen is in feite een groot beeldscherm. Dit vraagt om een ronde ruimte. Daarom hebben de opdrachtgevers gezocht naar een bouwtechniek die vanzelfsprekend ronde vormen ook aan de buitenzijde kan realiseren.

"En zo kwamen ze bij ons terecht," vertelt Hugo Jager van Revelating, "Ik had mij samen met mijn compagnon geheel op de 3D-printtechniek gericht, om bedrijven te helpen te versnellen in het ontwikkelen van deze innovatieve techniek tot marktintroductie. Inmiddels ondersteunen we bedrijven breder in de ontwikkeling en inpassing van digitale technologie in hun bouw en vastgoedprocessen." De Prigges brachten het idee voor De Vergaderfabriek in tijdens The Dutch Construction Hackathon in mei 2016 in Oss.

Ontwerpen vanuit de vorm

Pim van Wylick van The Form Foundation had het winnende ontwerp ingediend voor de Hackathon. “De Prigges hebben dit ontwerp uitgekozen voor hun droom,” vertelt Van Wylick. “De 3D- betonprinttechniek leent zich bij uitstek voor gebogen vormen. In het geval van het ontwerp voor De Vergaderfabriek omsluiten gebogen wanden de ronde vergaderruimte.” Van Wylick raakte geïnteresseerd in parametrisch ontwerpen en startte in 2009 zijn eigen bureau The Form Foundation. In 2013 raakte hij gefascineerd door de eerste filmpjes van het 3D-printen van beton en zocht contact met Berry Hendriks van CyBe Construction.

"De Vergaderfabriek komt in een hoek van twee verkeersaders te staan. Het ontwerp is gesloten aan de zijde van de verkeersstromen en opent zich met een vrij zicht op de weidse velden," aldus Van Wylick. “De entree ligt aan de zijde van De Slaapfabriek en de gebogen losstaande wanden openen zich naar buiten toe, zodat de bezoeker als het ware het gebouw wordt ingetrokken.”

Productietechniek als leidraad

De robotarm van de betonprinter van CyBe reikt tot 3,5 m rondom de printer en kan tot 3,5 m hoogte bouwen. Van Wylick: “Nadat de constructeur aan boord kwam in het team, hebben we het ontwerp aangepast met gelijkvormige constructiedelen als basis.” “Deze standaardisatie was nodig,” vult Jager aan, “omdat elk uniek onderdeel constructief getest moest worden. En om alle verschillende wanden apart te testen betekende De Vergaderfabriek twee keer helemaal printen. Nu is dit wandconstructieprincipe in één keer getest door TNO.”

Binnen het project wordt gewerkt met een parametrisch rekenmodel. "Zodra ik iets in het ontwerp verander,” legt Van Wylick uit, “dan wordt het model automatisch helemaal doorgerekend. Witteveen+Bos heeft in dit model de constructieve randvoorwaarden en mogelijkheden van de printer verwerkt, zodat het model ook direct klaar is om naar de printer gestuurd te worden. Zo zit er bijvoorbeeld een grens aan hoeveel de volgende laag verschoven kan liggen ten opzichte van de laag eronder. Dit bepaalt de curve in de hoogte van de wand. Deze 'offset' is middenin de wand ook nog minder dan aan de uiteinden, die steviger zijn vanwege de bocht in het printpad. Het ontwerp van De Vergaderfabriek zit heel dicht tegen die grens aan, hierin zijn in het ontwerp de uiterste grens en mogelijkheden benut."

Vloeiende lijnen

Het traject naar de omgevingsvergunning heeft meer dan een jaar geduurd. “Dat lag niet aan de techniek van het 3D-printen,” vertelt Jager, “want we hadden de gemeente in ons ontwikkeltraject meegenomen. Zowel wethouder als ambtenaren hebben een toelichting gehad en bij de printer van de TU Eindhoven gekeken. De discussie was vooral met de welstand vanwege de gebogen vormen in een omgeving met traditionele boerderijen.” “En met bouw- en woningtoezicht,” sluit Van Wylick aan, “door de vloeiende vormgeving is het onduidelijk wanneer het dak overgaat in de gevel en wat dan als snijpunt aangehouden moet worden. Uiteindelijk hebben we het punt dat de lijn door de 45 graden gaat afgesproken als overgang van dak naar gevel.”

Het bepalen van het punt van overgang dak naar gevel is van belang vanwege de voorgeschreven Rc-waardes van deze bouwdelen. Bij de geprinte elementen wilden ze geen Rc-waarde van 6 toepassen, zoals in het dak voorgeschreven is, want dan zou de wand te dik worden. Alle holle ruimtes in de wand worden opgevuld met biofoam isolatiekorrels. Een koudebrugonderbreking zit tussen de esthetische buitenste schil en het constructieve gedeelte. Dit losknippen is ook van belang voor het verschil in uitzetting van de buitenste schil wanneer de zon erop schijnt.

Mock-up

"Vanwege deze vloeiende lijnen was de welstand ook zeer geïnteresseerd in de overgang van de twee toegepaste materialen," vertelt Van Wylick, "ze wilden het geprinte vlak ook van dichtbij bekijken en voelen." In eerste instantie wilde men het dak ook printen van beton, maar omdat hier wapening nodig is, zou het ontwikkeltraject te lang duren volgens de opdrachtgevers.

Er is gekozen voor een houten dakconstructie met een zinken dakbedekking. "De vorm van het gebouw is afgeleid van vliegtuigturbines als verwijzing naar het nabijgelegen vliegveld Teuge," licht Van Wylick toe. "De welstand wilde een mock-up bekijken. Vanwege de mate van detaillering was de mock-up op de hoogte gehangen waarop het uiteindelijk in het gebouw komt. De welstand was hier verbaasd over, maar we wilden voorkomen dat elk detail met een vergrootglas op tafel zou worden bekeken, terwijl die mate van detaillering nooit in het echt zo bekeken wordt."

Ook was de welstand bezorgd over de mate van vervuiling die kan optreden met een ruwe structuur. "We hebben hen een object getoond dat al een aantal jaren buiten staat, zonder sporen van vervuiling," vertelt Jager. Van Wylick legt uit hoe hij rekening gehouden heeft in het ontwerp met mogelijke vervuiling van regenwater: "door de goten van de schoepvormen op het dak uit te laten komen in de inhammen die tussen de verschillende wanddelen zitten, geeft het juist een verdieping van de schaduw wanneer dat gedeelte zwart uit gaat slaan."

Duurzaam en circulair

Het uitgangspunt van de opdrachtgevers was om een zo duurzaam mogelijk gebouw neer te zetten. Met het 3D-printen van beton sparen zij materiaal uit. De totale wanddikte aan betonmateriaal is 16 cm (4 banen van 4 cm) op een totale wanddikte van 70 cm. En de constructie is ook gelijk de afwerking, alleen de binnenzijde wordt gestuukt. Een dergelijke vorm zou met bekisting veel te veel afval vergen, mede omdat de elementen aan de buitenzijde allemaal uniek van vorm zijn. En vanwege de vorm en samenwerking van de schalen is er veel minder staal (wapening) nodig dan bij een traditionele wandopbouw.

De materialen in het gebouw zijn zoveel mogelijk circulair uitgezocht. Een circulaire fundering was helaas niet mogelijk vanwege de hoge grondwaterstand, maar bij een funderingsplaat hoeft ook niet diep te worden gegraven. De kozijnen zijn bijvoorbeeld Cradle2Cradle zilver en het glas is een glastype met de meeste daglichttoetreding met een goede zonwerende functie.

De binnenwand wordt afgewerkt met een vochtregulerend stuukwerk van kalk-hennep.

Er zijn geen installaties in de geprinte wand opgenomen. Langs de onderkant van de wand is aan de binnenzijde een strook van de vloer weggelaten, hier is een kabelgoot gemaakt. Alle kabels gaan door het plafond of door de vloer. Ook vanwege de beeldprojectie op de wand geeft dit het mooiste resultaat.

Toekomstperspectief

Jager zegt: "3D-betonprinten is ideaal voor locaties waar geen grote elementen heen gebracht kunnen worden, zoals krappe binnenstedelijke locaties. In Nederland wordt er veelal gekozen voor prefab printen. Dit sluit aan op de gangbare manier van werken in de bouw. Voor beide, op locatie of prefab, zijn afhankelijk van de situatie goede argumenten."

3D-betonprinten zal vooral daar ingezet worden waar de vormgeving erom vraagt. En misschien zal deze techniek vormgevers uitnodigen om in wat vrijere vormen te gaan ontwerpen. "Het nodigt in ieder geval uit dat architecten en constructeurs nauwer met elkaar gaan samenwerken in de ontwerpfase," volgens Van Wylick. Digitaal samenwerken heeft hierin een niet weg te denken aandeel. Het parametrische model kan tot op een dag voordat er geprint gaat worden nog aangepast worden. Er is geen extra vertaalslag meer nodig tussen model en aansturing printer.

Het consortium is al bezig met vervolgprojecten, maar ze mogen daar nog niet al te veel over zeggen. In ieder geval zal het gaan om een prefab project, mede omdat de wanden 9 m hoog worden. We wachten in spanning af…

Tot slot spreken Van Wylick en Jager hun dank uit dat zij de mogelijkheid hebben gekregen met zulke fijne en innovatieve opdrachtgevers dit project tot werkelijkheid te brengen.