Glasvezelversterkt beton als bekisting voor complexe vormen

Auteur: Kirsten Hannema

In de Amerikaanse kuststad Miami bouwde Zaha Hadid Architects een wolkenkrabber met een uitwendig skelet van beton: One Thousand Museum. De naam verwijst naar het adres, 1000 Biscayne Boulevard, pal tegenover het Museum Park. Aan dat park met zijn grote musea wilden de ontwerpers een ‘kunstwerk’ toevoegen: een superdeluxe appartementencomplex in de vorm van een 210 m hoge sculptuur. De complexe betonconstructie is op innovatieve wijze gebouwd.

Skeletstructuur

De uitwendige skeletstructuur die de basis vormt voor het ontwerp van Zaha Hadid Architects, biedt meer dan een spectaculair beeld. Door de constructie buiten de woningen te ‘duwen’, hebben de ontwerpers open ruimtes en balkons met bijna geen kolommen en tussenwanden gecreëerd, waarin de bewoners genieten van onbelemmerd uitzicht. De skeletstructuur volgt de indeling aan variatie van woningtypen.

Hybride constructie

Voor One Thousand Museum koos het ontwerpteam een hybride oplossing; 5.000 geprefabriceerde elementen van glasvezelbeton (Glass Fibre Reinforced Concrete of GFRC-elementen) vormen de bekisting voor de dragende betonconstructie. De in de fabriek vervaardigde 3D-elementen worden samengeklampt tot een mal waarin wapeningsstaal is geplaatst voordat hij wordt volgegoten met zelfverdichtend beton. De GFRC-elementen blijven zichtbaar als afwerking van zowel het ex- als interieur.

Vloeiende lijnen

De methode biedt verschillende voordelen ten opzichte van in het werk gestort beton. De ingewikkelde geometrie kan zeer precies en vloeiend gemaakt worden, zonder risico op gietfouten op het werk. Het werkt sneller; de bouwtijd van het uitwendige skelet werd gereduceerd met zes maanden. Met behulp van een 3D-ontwerpmodel werkten de architecten nauw samen met de leverancier, die de houten mallen vervaardigde met computergestuurde freesrobots. Het glasvezelbeton wordt in de mallen gegoten, waarna de betonpanelen – als puzzelstukken genummerd – zijn verscheept voor plaatsing. Door de precieze werkwijze is minder materiaal nodig en ontstaat minder bekistingsafval.

Uitvoerig getest

One Thousand Museum is het eerste gebouw ter wereld dat op deze schaal met deze bouwmethode is gemaakt. Eerder deden de architecten al onderzoek naar deze bouwtechniek voor een project in Cairo - dat uiteindelijk niet doorging. Samen met leveranciers hadden ze al 1:1 mock-ups gebouwd van 1,5 verdieping om de prefab-elementen te testen. Ze legden contact met de leverancier in Dubai, en bezochten een productieplaats in Shenzen om het volgieten van de betonnen mallen te testen; het resultaat overtuigde.

26 uur gieten

Alle begin is moeilijk, en dat geldt ook voor One Thousand Museum. Vanwege het risico op vertraging in de levering van de GFRC-panelen vanuit Dubai, besloot de opdrachtgever de onderste vijftien verdiepingen op een traditionele manier in het werk te storten omdat deze meer risico lopen op beschadiging en vervuiling tijdens de bouw. De betonvezelpanelen voor dat deel zijn nadien rond de draagconstructie aangebracht. Voor alle hogere verdiepingen zijn de panelen gebruikt als permanente bekisting annex afwerking.

Zaha’s landmark

Zaha Hadid overleed in 2016, in Miami - haar tweede thuisstad. Het basement was op dat moment af, en ze was thrilled om ‘haar’ landmark aan de skyline te zien verrijzen, vertelt Lepine. "We voelden de verantwoordelijkheid om het goed af te maken, en ik denk dat dat gelukt is."

Kneedbaar beton

Zaha Hadid Architects, opgericht door de Brits-Iraakse sterarchitect Zaha Hadid (1950-2016), staat bekend om het gebruik van vloeiende vormen, waarbij gezocht wordt naar een synthese van constructie en architectuur, en met nieuwe technieken architectonische grenzen verlegt. Het bureau werkt graag met beton, vanwege zijn ‘kneedbare’ karakter. Voor het Phaeno Science center in het Duitse Wolfsburg (2005) ontwikkelden de architecten individueel vervaardigde betonnen gevelelementen; voldoende om negen voetbalvelden mee te bedekken. Hadid’s overheidsgebouw in Montpellier (2012) kreeg een gestroomlijnde gevel van prefab beton.