Concrete jungle 2.0

Auteur: Kirsten Hannema

Studio Heatherwick, MNLA en Arup bouwen in New York een droom van een stadspark op een zee van betonnen tulpen.

Concrete jungle where dreams are made of, zo beschrijft Alicia Keys in haar wereldhit Empire State of Mind haar thuisstad New York. Het door Studio Heatherwick, Arup en MNLA ontworpen Little Island breekt met het idee van de betonnen jungle van wegen en gebouwen, maar biedt even goed een droombeeld: het is een op beton geconstrueerd stadspark dat als een mangrovebos boven de Hudson ‘groeit’. Het is opgebouwd uit 132 prefab betonnen ‘tulpen’ waarvan de stelen in hoogte variëren. Samen vormen ze een glooiend landschap van bijna 10.000 vierkante meter waarin 400 plantensoorten leven, en een openluchttheater is gemaakt.

Draagconstructie gebaseerd op kelkbloemen

Het project komt voort uit de opdracht die Studio Heatherwick in 2013 kreeg om een paviljoen maken op een vernieuwd deel van de Hudson River Park promenade, gelegen in een voormalig havengebied. De ontwerpers zagen dat de plek meer potentie had. Geïnspireerd door de achtergebleven houten palen van de oude Pier 54 (in 1991 afgebroken), waaromheen zich een rijkdom aan onderwaterleven heeft ontwikkeld, kregen ze het idee voor een ‘natuurpier’. Ze ontwierpen een weelderig begroeid rechthoekig eiland op palen, dat via twee loopbruggen met de stad is verbonden. De prefab betonnen draagconstructie, gebaseerd op de vorm van kelkbloemen, is ontworpen als onderdeel van de natuurbeleving.

Park van potten

Het ontwerpteam koos voor prefab beton vanwege de bestendigheid tegen het zoute water, om het werk boven het water tot een minimum te beperken en vanwege de economische haarbaarheid. "In de eerste tekening stelde de architect het park voor als een opbollend groen tapijt", vertelt David Farnsworth, hoofd van Arup New York, dat de constructie ontwierp. "De vraag rees of en hoe je zo’n constructie naadloos krijgt, en waar de laag met aarde zou komen." Om die kwesties te ondervangen werkten Arup en Heatherwick het ontwerp uit in afzonderlijke elementen, met abstracte verbindingen; zo ontstond het idee voor een park van ‘potten’.

De volgende vraag was hoe je die organische pot geschikt maakt voor variabele belastingen en glooiingen. Het ingenieursteam vond de oplossing in het mathematische mozaïekpatroon Cairo Pentagon (genoemd naar het gebruik ervan als bestratingsontwerp in Caïro). "Met de verborgen herhaling in dit patroon konden we met dezelfde mal meerdere elementen produceren. Zo hebben we in totaal 132 unieke potten gemaakt, met 39 verschillende typen mallen." Een pot (circa 4,6 m hoog, met een diameter van circa 6 m) is opgebouwd uit vijf ‘bloembladen’ - onderling verbonden met prefab betonnen platen en RVS-elementen - plus een kolomhoofd, als overgang naar de prefab betonnen kolom en funderingspaal. Elke paal kan 250-350 ton aan gewicht dragen.

Robotgestuurde freesmachines voor mallen

Al in een vroeg stadium ging het bouwteam op zoek naar een prefab betonbouwer; maar het bleek lastig om een bedrijf te vinden met de kennis en ervaring om het vernieuwende idee te realiseren. Uiteindelijk heeft het New Yorkse bedrijf Fort Miller - dat al eerder 3D-gekromde prefab betonnen gevelelementen produceerde – voor dit project geïnvesteerd in nieuwe, robotgestuurde freesmachines om de mallen van hogesterkteschuim en benodigde staalwerk te maken. Door de mallen te voorzien van een polyurea coating, plakt het beton niet en kunnen ze hergebruikt worden. Met de 39 mallen zijn 1.414 prefab betonnen onderdelen gemaakt, waarvan 655 unieke ‘bloembladen’. Om de juiste samenstelling voor het beton te bepalen, heeft Fort Miller veel getest. "We werkten met lichtgewicht aggregaat en een lage cement-verhouding, voor minder CO2-impact. Om het materiaal beter bestand te maken tegen zout water is een chlorideremmer toegevoegd, weekmakers zorgen voor een gladde look." Fort Miller heeft inmiddels een aparte afdeling voor het produceren van dit soort mallen opgericht.

Parametrisch ontwerp

"De grootste uitdaging? Dat was zonder twijfel het aan elkaar koppelen van het werk van alle teamleden. We gebruikten parametrische scripting om automatisch geometrieën te creëren voor de tulpvorm, het wapeningsstaal en de fabricage van de mallen. De ontwerpen voor de verschillende elementen konden op deze manier direct naar de robotmachines worden gestuurd. Zonder die automatisering hadden we nooit zo’n complex, holistisch ontwerp kunnen maken. De paden, de bomen, de diepte van de aardlaag, kortom alles aan het ontwerp had impact op de geometrie, die we dus voortdurend moesten bijstellen. Zonder parametrisch ontwerp was dat onmogelijk – en onbetaalbaar geweest."

De geprefabriceerde onderdelen zijn op het terrein van Fort Miller gemaakt; de productie duurde negentien maanden. Vervolgens zijn de elementen per boot naar de locatie vervoerd en met bouwkranen als een gigantische puzzel in elkaar gezet, boven op de - reeds geslagen - palen. Met een in het werk gestorte, gewapend betonnen toplaag zijn alle onderdelen tot een geheel gesmeed. Tot slot is daarop het park aangelegd, met de bijbehorende voorzieningen, zoals openbare toiletten en een openluchttheater. Het werk in het water werd enkele maanden stilgelegd om de jaarlijkse vistrek niet te verstoren. Doordat de hoeken van het vierkante eiland ‘opgetild’ zijn, komt voldoende zonlicht in het water voor de planten en dieren aldaar.

New York is een van de meest verstedelijkte plekken ter wereld, maar ook beroemd om zijn Central Park, pocket parks en The Highline, het tot stadsnatuur getransformeerde spoorviaduct. Little Island is een nieuw icoon in deze reeks, dat de noodzaak van groene ‘ontsnappingsruimte’ onderstreept en andere steden daarbij kan inspireren. "Ook daarin schuilt de de duurzaamheid van dit project", aldus Farnsworth.