utiliteitsbouw architectonisch ontwerp?r.R.Nijsse, ing.G.J.Doos, ing.J.H.M.Oude Kempers,ABT-Adviesbureau voor Bouwtechniek BV Arnhem/DelftOp 9 september 1994 opende Koningin Beatrix in het hart van de badplaats Scheveningeneen museum dat om verschillende redenen bijzonder en zelfs uniek kan worden genoemd.Verscholen in het laatste duin aan de Boulevard, temidden van luxueuze appartementen-gebouwen, strandtenten en patatkramen, is een verstilde wereld gecre?erd waarin eenparticuliere kunstcollectie is gehuisvest. Deze bijzondere collectie sculpturen richt zichop de menselijke gestalte in de ruimste zin van het woord.Devele bijzondere eisen van de plek en het gewenste museale karakter, leidden bijna van-zelf tot een betonnen opbouw. Naast de constructie komen speciale omstandigheden zo-als het toepassen van gekleurd schoon beton en het in ??n keer storten van 6 m hoge, 400mm dikke, grondkerende wanden met een isolatielaag in het midden, aan de orde. Maareerst aandacht voor het ontwerp van architect Wim Quist en de bijzondere eisen die debouwplek stelde.MUSEUM'BEELDEN AAN ZEE'TE SCHEVENINGENig) Paviljoen Von Wied in de oude situatieDe bouwlocatie ligt op een paar honderd me-ter van het Kurhaus in Scheveningen en iscirca 150 bij 70 meter groot. Het was hetlaatste stuk 'echt' duin aan de Boulevard,hoewel het vele belopen en uitlaten van hon-den het duin in een kale grasvlakte haddenherschapen (foto 1). Midden op deze plekstaat, inmiddels gerenoveerd in oude glorie,het in 1826 gebouwde paviljoen Von Wied,oorspronkelijk een koninklijk paleisje in degezonde zeelucht. Thans fungeert het pavil-joen als buitensoci?teit voor 'De Witte', eendeftig Haags genootschap.De Stichting 'de Onvoltooide' waarin dekunstcollectie van prof.dr.Th.M.Scholten enmevrouw A.M.W.Scholten-Miltenburg en hetmuseum zijn ondergebracht, kreegtoestem-ming om rond en in het paviljoen een mu-seum aan te leggen.Het ontwerp van architect QuistIn grote lijnen bestaat het museum uit driehoofddelen (f?g. 2):- Aan ??n kant van het paviljoen een cirkel-vormig bouwdeel met een lichtdoorlatenddak, de zogenaamde binnenexpositie. Ookis de hoofdingang hier gesitueerd.- Aan de andere kant van het paviljoen, eeneveneens in opzet cirkelvormig deel met inhoogte verspringende terrassen; de zoge-naamde buitenexpositie.- Waar de twee cirkels, die het paviljoen alshet ware omarmen elkaar ontmoeten, zijn-twee zalen geprojecteerd. De Zeezaal biedteen weids panorama over zee (het strand ende Boulevard worden door keermuren uit hetzicht gehouden). De andere zaal, de Kelder-zaal (inmiddels Wilhelminazaal geheten),heeft hetzelfde vloerpeil als het museum enligt onder de fundering van het paviljoen,constructief gezien een uitdaging om dit opte lossen (fig. 3).De duinenrij behoort tot de primaire zeewe-ring van ons land, vandaar dat de verant-woordelijke instantie, het Hoogheemraad-schap Delfland, de plannen kritisch volgde.Wie ook de plannen kritisch volgden, warende buurtbewoners. Beducht als zij warenvoor een nieuwe betonnen bunker (er ston-den er nogeen paar uit de tweede wereldoor-log) voor hun huizen, werd op uiterst strijd-10 Plattegrondbare wijze verzet aangetekend tegen alle be-nodigde vergunningen. Vooral dit laatste as-pect brachten architect en opdrachtgever er-toe de benodigde ruimtes in de grond c.q.het duin te laten 'verzinken'.Hiermee was het Hoogheemraadschap ech-ter niet gelukkig; er mag namelijk geen zanduit de zeewering worden afgevoerd. Na veelstudie, met medewerking van externe des-kundigen, ontstond een compromis over dewijze van grondverzet. Opeen kritische, laag-gelegen plek in de zeewering direct naast debouwplek, is 3500 m3duinzand afkomstigvan het bouwterrein ondereen (te verhogen)parkeerplaats opgeslagen. Verder mochtgeen kubieke meter van de bouwplaats wor-den verwijderd.De resulterende aanlegdiepte van de expo-sitieruimte, in relatie tot de vanwege zichtre-denen maximaal toelaatbare gebouwhoog-te, leidde tot de keuze van een stalen shed-dak, hoewel de wens van het ontwerpteameen betonnen dak was. Dezewens was voor-al ingegeven doorde wetenschapdat gebou-wen op de eerste duinrij wat de duurzaam-heid betreft, extra kwaliteit moeten hebben.De ligging in weer en wind en vooral het zoutvan de zee en het stuivende zand, zorgenvoor een super agressief milieu. Door hetstalen dak te voorzien van een schuimbeton-nen afdeklaag werden zowel de massa vanhet dak als de bescherming tegen weer enwind verbeterd.Aangezien het duinzand op de bouwlocatiemoest blijven liggen, leidde dit tot grote ke-rende hoogten voor de muren van het mu-seum. De grote wand van de binnenexposi-tiezaal kent bijvoorbeeld een horizontale be-lasting van 6 m duinzand terwijl bovenop deentree/restaurant enz. maximaal 3 m zandligt. Ook de keermuren die het terrein omge-ven zijn circa 3 m hoog.11 utiliteitsbouw H constructief ontwerp De architect heeft het beton sterk bij devormgeving betrokken: al het beton blijft inhet zicht. Verder wilde Quist het beton dekleur van duinzand geven om het opgaan vanhet gebouw in de directe omgeving, extra tebenadrukken. Het bekistingspatroon envooral de positie van de centerpennen iszorgvuldig uitgezocht om een rustig beeldvan de ontkiste betonoppervlakken te ver-krijgen (foto 4). Bovendien worden de cen-terpennen op ingenieuze wijze gebruikt alsbevestigingspunten voor consoles voorkunstwerken. Hiertoe zijn roestvaststalenplaten met gaten voorzien van inwendigeschroefdraad, die na het verwijderen van deconussen, op de centerpennen worden be-vestigd.Constructieve aspectenZoals uit de plattegrond valt af te leiden, spe-len de gekromde ter plaatse gestorte wan-den een belangrijke rol, vooral daar ze hetduinzand over een hoogte van circa 6 m ke-ren (foto 5 en fig. 6). Tevens zijn deze impo-sante wanden een belangrijk architecto-nisch element. Het patroon van de bekis-tingsnaden is nauwkeurig bepaald en als dic-taat in het bestek opgenomen. De keuzevoor zandkleurig beton stelde eisen aan demengselsamenstelling (zie verder). De laat-ste eis, isolatie in de wand, betekende eenuitdaging voor de uitvoering. Uit figuur2 blijktdat deze isolatie over een afstand van circa2 m midden in de betonwand gestort moestworden. Waar het duinzand tegen de wandkomt, is de isolatie aan de buitenzijde er op-geplakt.Doel van deze isolatie is het vermijden vancondens aan de binnenzijde van de beton-wand die echter aan buiten- en binnenzijdein het zicht moet blijven. Door de ruimtelijkekromming van de wand is het draagvermo-gen goed verzorgd en vereist relatief weinigwapening.Een volgend belangrijk constructief elementzijn de buitenste keerwanden (fig. 7) die deterreingrens markeren. De wanden begren-zen niet alleen het bouwterrein, ze keren ookeen grote hoeveelheid duinzand. Vanuit defunctie is gekozen voor prefab keerwandele-menten, geen standaard-type maar eenaangepast element waarbij vooral aan debovenrand en de verticale naden veel archi-tectonische aandacht is geschonken. Ookdeze elementen zijn in zandkleur uitgevoerd.Omdat de kleur moest passen bij het terplaatse gestorte beton, Is extra overlegd metde prefabfabriant over het te gebruikenmengsel.Infiguur 8 isde constructieve plattegrond ge-geven van het dak van de entree, het restau-rantgedeelte, de administratie en het depot.Het bijzondere van de betonnen dakplaat ishet feit dat er op sommige plaatsen 3 m duin-zand (omstreeks 55 kN/m2) gedragen moetworden bij een vrije overspanning van 7,5 mtot 11 m. Vooral aandacht voor de dwars-kracht-opname was vereist.Tot slot een heel gewoon en constructief ei-genlijk onbelangrijk detail, de muurafdek-king (fig. 9). Juist in deze details wordt de ar-chitectonische verfijning bereikt. Het stan-daarddetail leidt altijd tot een ontsierendeafwijkende plek aan de boven ( = zlcht)zijdebij de ankergaten. In goed overleg met de ar-chitect is gezocht naar een constructief ver-antwoorde niet-zichtbare bevestiging.Aansluiten op de funderingEen onverwacht probleem kwamen de bou-?wers tegen toen de funderingsvloer van hetnieuwe museum moest aansluiten op defundering van het paviljoen Von Wied (foto10). Volgens opmetingen moest het mogelijkzijn de nieuwe Zeezaal van het museum op??n niveau aan te sluiten op de bestaandekelderzaal van het paviljoen. Er was alleenrekening gehouden met maatregelen voorde standzekerheid tijdens het ontgraven enhet maken van doorbraken. Helaas bleek er-gens iets niet goed te zijn gegaan: de werke-lijkheid was dat de fundering van het pavil-joen tot wel 1 meter hoger lag dan was aan-genomen.De bouwtijd van dit project stond al onderenorme druk en deze ontdekking midden inde winterperiode, was een grote tegenvaller.Spoedoverleg over mogelijke uitvoeringsme-12(7) Prefab elementen langs de terreingrens@ Aansluiting met de Kelderzaal(g) Plattegrond en doorsnede dakrestaurant en dienstengebouw(9) Bevestiging prefab betonnenmuurafdekkingenthoden om het verschil ?n funderingsaanlegte overbruggen, leidde tot de keuze voor che-misch verstenen van de ondergrond. Bij ditproces wordt een mengsel van harder en wa-terglas (natrium-silicaatverbinding) in hetduinzandpakket gespoten (foto 11). Na ver-harding ontstaat een zeer stevige onder-grond. Bij beproeving van het versteendemateriaal waarbij ooktri-axiaal proeven doorGrondmechanica Delft zijn uitgevoerd, ble-ken hoge aanlegspanningen mogelijk (fig.12). Ook bij het ontgraven, of beter slopen,kon geconstateerd worden dat een zeer ste-vig materiaal uit het ge?njecteerde zo 'vloei-bare' duinzand was ontstaan. Een en anderbetekende wel dat in korte tijd ruim 150 m3duinzand versteend moest worden, waarbij400 liter injectie-materiaal per m3werd toe-gepast.Belangrijke reden om voor chemisch verste-nen te kiezen, was dat door eerst onder debestaande fundering te verstenen, het oudegebouw, op een stevige verdiepte funderinggezet zou worden. Als wordt ontgraven zalhet gebouw daarvan geen hinder ondervin-den. De fundering blijft immers plaatsvast,zodat scheurvorming niet waarschijnlijk is.Zonder echte problemen heeft de firma Vin-tec deze operatie uitgevoerd en verdween deoude fundering plus de chemisch versteen-de zandwand achter nieuw dragend metsel-werk.Op ??n plek is een glazen plaat ingemetselddie de bezoeker attent maak op deze bijzon-dere constructie-methode.CEMENT1994/1 13H utiliteitsbouw H uitvoeringstechniek H betontechnologie |UitvoeringNa ontwerp, constructieve begeleiding en deuitwerking hiervan in besteksvorm, kwamhet moment van de waarheid: de uitvoering.Op basis van pre-kwalificatie was Van Splun-der's Aannemingsmaatschappij uit Ridder-kerk met als onderaannemer voor het ge-compliceerde grondwerk de firma Romersuit Brielle uitgenodigd om op basis van be-stek en tekeningen een prijsopgave te doen.Nadat overeenstemming was bereikt, moesthelaas nog een jaar worden gewacht voordatalle vereiste vergunningen verstrekt warenen alle bijbehorende beroepsmogelijkhedenwaren doorlopen. In augustus 1993 starttede bouw op basis van 50 weken uitvoerings-tijd. De oplevering was in juni 1994 voorzienen de opening in september. 9 September isgehaald, maar vraag niet hoe. Het werkenaan zee met extra veel windhinder op deduintop, een vorstperiode, constant overalinstuivend duinzand en het werk onder defundering van het paviljoen, hebben de bou-wers veel hinder en tijdverlies bezorgd.Daarnaast en er bovenop kwam het uitvoe-ringstechnisch zeer moeilijke betonwerk. Inde volgende paragrafen aandacht voorenke-le betontechnologische aspecten van denieuwbouw.BesteksuitgangspuntenDe betonsamenstelling van het ter plaatsegestorte en hetgeprefabriceerd gekleurd be-ton (keermuurelementen) moesten op el-kaar worden afgestemd.Vereist gehalte fijne delen (< 0,25 mm) inhet mengsel ten minste 150 l/m3. Opper-vlakteklasse 1-B, sterkteklasse 35, mi-lieuklasse 4.Vereist was hoogovencement (bouwen aande kust) mede ter beperking van kalkuitslag.Kleurstof toevoegen om een egalezandkleur te bereiken door middel van bei-ge/gele ijzeroxyde met pigmentgehalte tus-sen 0,2% en 0,6% (ten opzichte van het ce-mentgewicht), toevoegen in slurry-vorm.Van toepassing werden verklaard de 'afna-mecriteria/checklists uitvoering schoonbe-ton' uit het boek 'Schoonbeton, verschij-ningsvorm en keuringscriteha' (VNC).Centerpennen (uitvoering in RVS) en de na-den tussen de bekistingsplaten in patroon.De aannemer moest vooraf een gedetail-leerd werkplan (organisatorisch en tech-nisch plan van aanpak) indienen. Op basisvan dit werkplan is een proefstort (wandge-deelte) uitgevoerd.Werkwijze en proefstortenHet eerste proefstort (ter plaatse gestortewand) is op 15 september 1993 bij VanSplunder te Ridderkerk uitgevoerd.De sandwich-wand bestond uit: 0,20 m be-ton, 0,05 m isolatie (Styrofoom WallmateCW-XPS) en 0,15 m beton.De isolatie is vastgezet met schotels en ver-stelbare stangen. Toegepast werd een sys-teembekisting (PERI), afmetingen 2,7 2,5m. De beplating bestond uit Fins multiplex(Wisa Form Special). Bekistingsolie (KA-ROL).Mengsel: 0,4% kleurstof (Bayer 420), 380kg/m3hoogovencement klasse A (CBR),plastificeerder (SPL Rheobuild), grind frac-tie 4 -16 mm, wcf 0,48.Het resultaat na ontkisten voldeed esthe-tisch niet aan de verwachtingen.Tweede proefstort, 28 september 1993.Ten opzichte van de eerste proef werden devolgende aanpassingen gedaan:- kleurstof (0,2% vaste stof/1,36 kg slurry);- natrillen;- kistnaden en centerpennen afkitten;- 340 kg hoogovencement klasse A (R0BUR)per m3;- gekozen is voor milieuklasse 5b in plaatsvan 4 (cementhoeveelheid beperken in ver-band met krimp), wei 10 mm extra dekkinggekozen;- fijne delen in het mengsel 150 l/m3.Het resultaat na ontkisten was zodanig datde uitvoering in het werk kon starten.Werkwijze en ter plaatse stortenOp basis van de bestekeisen moesten er be-tontechnologische en uitvoeringstechni-sche maatregelen worden genomen omscheurvorming te beheersen. Hiervoor zijnafspraken gemaakt over stortwijze (laagsge-wijs maximaal 0,5 m), stortnaden en krimp-beheersing. De eerste wanden zijn gestort injanuari 1994.Om krimpspanningen te beheersen en daar-mee onregelmatige scheurvorming aan dezichtzijde (binnenzijde gebouw) te voorko-14men, is ervoor gekozen om naast de nodigewapening ter plaatse van bekistingsnaden(hart-op-hart 5 m) de wand 5 mm in te zagen(foto 13). Een dergelijke plaatselijke ver-zwakking geldt als scheurinleider en marke-ring. In de praktijk is echter enige scheurvor-ming naast deze markeringopgetreden. Ach-teraf gezien hangt dit samen met wijzigingvan het betonmengsel (zie verder).De keuze van hoogovencement impliceerdedat het oppervlak na het ontkisten door debekende 'blauwkleuring' esthetisch moeilijkwas te beoordelen. Vooral in de winter- en inhet voorjaar gestorte wanden vertoondennog lang blauwe vlekken. In de zomer zijn de-ze vlekken grotendeels verdwenen. Met dekeuze van hoogovencement bleef verkleu-ringten gevolge van witte kalkuitslag achter-wege.De problematiek van oppervlakte-onvolko-menheden (grindnesten, lekkende center-pennen en kistnaden, stortnaadaftekening,kleurverschillen) vroeg ondanks de zorgvul-dige voorbereiding door de aannemer tochveel aandacht. De wens voor een optimaleverdichting leidde soms tot te intensief tril-len (extra druk), waardoor er lekkages ont-stonden bij centerpennen en naden in de on-derste bekistingszone (foto 14).Bij een aantal 6 m hoge wanden is beslotende betonsamenstelling nogmaals aan tepassen. Dit was vooral nodig omdat het bo-vendeel van de wand als sandwich-construc-tie (met de isolatie in het midden) moestworden uitgevoerd en de specie gemakkelij-ker verwerkbaar zou moeten zijn.Aan de specie is steenmeel toegevoegd (50kg/m3) in combinatie met 260 kg/m3hoog-ovencement klasse A en 80 kg/m3portland-cement klasseVoor de oplevering is In samenspraak met dearchitect besloten welke wanddelen met on-volkomenheden nog van een 'cosmetischebehandeling' moesten worden voorzien. De-ze behandeling bestaat uit zorgvuldig af-sponsen met een op kleurgebrachte mortel.Deze hersteltechniek (na droging nauwelijkszichtbaar) is een ambachtelijk stukje vak-werk.Werkwijze en ervaringen prefab betonDe 80 gekleurde keermuurelementen zijntussen half november 1993 en eind maart1994 vervaardigd bij Van Dijk Beton te Har-dinxveld-Giessendam.Bijzonderheden:- bekisting/mal constructie beplating van(3x gelakt) watervast hechthout op stalenonderframe/triltafel;- bekistingsolie; vormolie 2000 (Thalassa);- betonsamenstelling:sterkteklasse 45, milieuklasse 4, 360kg/m3portlandcement (Milke), wcf 0,45,plastificeerder Addiment FMS 1,0%, kleur-stof Bayer 420 - 0,4%, grind fractie 4 - 16mm.De cementkeuze van de betonfabrikant(portlandcement in plaats van hoogovence-ment volgens bestek) ?s geaccepteerd, inverband met de goede ervaringen van de fa-brikant. Gediscussieerd is over de risico'svan witte verkleuring door kalkuitslag. Beslo-ten is de elementen minimaal vijf dagen bin-nen op te slaan om zodoende dit fenomeente beheersen.Onderwerp van discussie was de estheti-sche kwaliteitvan de kleuregaliteit bij prefa-bricage. De verdichtingswljze (triltijd en fre-quentie) bleek van grote invloed op de kleur.Als gevolge van (te) intensief trillen ontstaataan het oppervlak een aftekening van de(donkere) grlndkorrels waardoor het egalegladde oppervlak wordt verstoord.Proefondervindelijk is een werkwijze ontwik-keld waarbij een zo egaal mogelijk oppervlakwerd bereikt.Bij de opslag van elementen is aandacht be-steed aan de wijze van ondersteuning, om af-tekening van stophout of noppen-platen tebeperken.De montage in het werk is gestart in februari1994. In het werk is een anti graffiti-coatingop-de elementen aangebracht.KwaliteitszorgTijdens het werk zijn uitvoeringsadviezen ge-geven op basis van de besteksuitgangspun-ten en betonvoorschriften. In samenwerkingmet de architect, de aannemer en de opzich-ter zijn kwaliteitsafspraken gemaakt bij deproefstorten en de uitvoering op het werk. Debelangrijkste afspraken zijn in kwaliteitsrap-porten vastgelegd.Nu het gebouw is voltooid, kunnen alle be-trokkenen bij het bouwproces trots zijn ophet resultaat. Waar eerst zo'n 150 meterduin als een vervreemd restant natuur mid-denin Scheveningen lag, ligt nu, bedekt on-der een in zijn waarde hersteld met wuivendhelmgras beplant duin, een museum. Eenrustpunt van tijdloze cultuur temidden vanhet jachtige consumptieve-strandleven.De opdrachtgevers verdienen lof voor huninitiatief en - vooral - uithoudingsvermogen.Scheveningen, maar eigenlijk heel Neder-land is verrijkt met een uniek museum waar-bij de esthetische en kwalitatieve mogelijk-heden van het materiaal beton optimaal zijntoegepast (zie ook de rubriek Beton inbeeld).15