O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eO ndergronds bou wen72 cement 2006 8Ondergronds bouwen is een beet-je onontgonnen terrein voor de ar-chitectuur. Het is de `onzichtbare'architectuur, de architectuur diezich niet of nauwelijks naar buitentoe profileert. Dit is precies waar-om het zo interessant is voor eenstudent `Architectuur en Construc-tief Ontwerpen' om op dit onder-werp af te studeren; het stelt de in-houd van het vakgebied terdiscussie. Tijdens dit proces was??n van de vragen dan ook of eengebouw zonder buitenkant wel ar-chitectuur is.Architectuur geeft antwoord opde vraag: "Waar ben ik?" door eenruimte af te bakenen, te defini?-ren met behulp van objecten.Hiermee wordt tegelijkertijd een`binnen' en een `buiten' gecre-eerd. De binnenkant represen-teert de buitenwereld en de bui-tenkant representeert de entiteitvan het gebouw naar buiten; tweestellingen die elkaar bevestigen.Bij ondergronds bouwen valt dezeprimaire, bevestigende tegenstel-ling weg. De directe relatie tussende gecre?erde ruimte en de con-text valt weg, vaak met als resultaateen moeizame ori?ntatie en eenisolement ten opzichte van de ste-delijke omgeving. Van buiten is deruimte moeilijk te ontdekken en ishet alsof deze niet bestaat. Dezekarakteristieke eigenschap van on-dergronds bouwen is juist ge-bruikt om het ontwerp te latenspreken en de architectuurtaal teherontdekken.L o c a t i eHet ontwerp is gesitueerd in hetcentrum van Amsterdam, tussenhet metrostation `Vijzelgracht' ende straat. In een vroege planfasevan het station zou deze ruimtegeheel met massa worden gevuld.Dit om te voorkomen dat hetgrondwater, dat zich tot 30 m bo-ven de bodem van het station be-vindt, de constructie zou laten op-drijven.Een deel van de ruimte is nu ge-bruikt voor een ontwerp van eenondergrondse club. De helft vanhet volume blijft massa, de anderehelft geeft ruimte aan het functio-nele programma. Het isolementdat gepaard gaat met ondergrondsbouwen, geeft de mogelijkheideen moeilijk te accepteren functiein een stedelijk gebied met eenhoge dichtheid te plaatsen. Hetschept de mogelijkheid `dubbel-zinnig' te bouwen.Het ontwerp geeft gestalte aan hetonderbewuste van de stad; het isals een ondergrondse kathedraalvoor het vieren van het leven, juist?mdat het zich onttrekt aan hetbewuste dagelijkse leven in de stad(fig. 1). Deze thematiek is in eenserie van gedichten uitgesponnenen in het gebouw in vorm, symbo-liek en functie verweven.P a r a d o xNaast deze thematiek wordt deproblematiek van de moeilijke bin-nen-buitenrelatie tot belangrijkeleidraad verheven. De enormehoogte (of diepte) van het ontwerpwordt volledig gebruikt. De ruimteis als een kathedraal, verzonken inde Nederlandse slappe bodem om-dat deze haar functie niet kan dra-gen. De kathedraal is onder meeropgebouwd uit gewelven waarvande binnenkant niet van de buiten-kant is te onderscheiden.Deze nieuw uitgevonden vorm isals een M?bius-lint of als de flesvan Klein. Het heeft een oppervlakdat binnenkant en buitenkant in??n beweging met elkaar verbindt;het is een paradox die de kunstma-tigheid van de definitie binnen- enConcrete Poetryir.-arch. P. van de Ven, Arup, London*)Van het multifunctioneel gebruik van de ruimten onder (spoor)wegviaductenzijn in onze bebouwde omgeving vele voorbeelden te noemen: winkels, hore-cagelegenheden en werkplaatsen hebben er alle een logische plek gevonden.Bij ondergrondse infrastructuur ligt tot aan het maaiveld een dergelijkeruimte vooralsnog braak. In bijgaand artikel komt de mogelijkheid aan deorde van het inrichten van een ondergrondse club tussen het Amsterdamsemetrostation Vijzelgracht en de straat.*) Dit artikel is gebaseerd op het afstudeerwerk van de auteur aan de TU Eindhoven. De afstu-deercommissie bestond uit prof.ir. F. van Herwijnen, prof.ir. H. Ruijssenaars, prof.ir.-arch.C. Kieckens, dr.ir. H.H. Achten en dr.ir. M.C.M. Bakker. Petra van de Ven werd voor haar stu-die beloond met de Schreudersstudieprijs 2004. Deze prijs werd voorafgegaan door een eer-volle vermelding bij de ENCI Studieprijs 2003, en werd gevolgd door een derde plaats met eeneervolle vermelding bij Archiprix 2005, Internationale Archiprix 2005, en BLVD selectie 100veelbelovende vrouwen 2006, categorie innovatie.1 |Ondergrondse ruimteboven station Vijzel-gracht optimaal ingevuldO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eO ndergronds bou wencement 2006 8 73a bc debuitenkant aan de kaak stelt. Hier-mee wordt de logische kant van devraag "Is bouwen zonder buitenkantwel architectuur" paradoxaal en ver-valt de `geldige grond', de vooron-derstelling dat ondergronds bou-wen geen architectuur zou zijn.De oppervlakte van deze gewelvenverdeelt het ondergrondse volumein twee gelijke delen; massa enruimte zijn complementair. Demassa is voldoende om het `om-hoogdrukken' van de club ten ge-volge van opwaartse waterdruk enkleizwelling te voorkomen. Deruimte is een continu?m dat lichten frisse lucht van buiten ontvangten via de `luchtkolom' van destraat de club binnenleidt.V o r m g e v e nHet krachtenspel is als ontwerpin-strument gebruikt voor het vorm-geven van de gewelven. Hierbij ishet ontwerpprobleem tijdelijk ver-simpeld tot een oefening in 'formfinding', uitgaande van een basis-geometrie en het ondergrondsekrachtenspel (fig. 2). Hiervoor is dedruklijntheorie gebruikt, waarbij deverticale en passieve horizontalekrachten op het gewelf afhankelijkzijn van de massa op het gewelf ende vorm. Als startpunt van het ont-werp van het gewelf is gezocht naareen spitsboog (fig. 3) waarbij dedruklijn zo dicht mogelijk bij deontworpen basiscurven ligt; `formfollows force'. De totale massamoest hierbij het verschil in op-waartse druk en neerwaartse drukvan de massa van het station en dediepwanden opheffen (fig. 4).De druk van de massa wordt hier-bij omgezet naar verticale krach-ten naar de funderingen. De hori-zontale krachten die hierbijworden opgeroepen, worden viade verzwaarde rand van het gewelfop halve hoogte van de club via dediepwand naar de aarde overgedra-gen. De aarde wordt een steunbeervoor de ondergrondse kathedraal.M o d e l l e r i n gVanuit een constructief oogpuntheeft, naast de grondmechanischeproblemen, vooral de zwaarbelasteschaalconstructie van de dubbelge-kromde gewelven de nodige uitda-gingen opgeleverd. Om de gewel-ven constructief met Ansys tekunnen analyseren, is een metho-de ontwikkeld om de complexe ge-ometrie te modelleren tot een voorAnsys bruikbare mesh. In 3D-stu-dio was het mogelijk de gewelvente ontwikkelen vanuit de basiscur-ven die het resultaat waren van dedruklijnanalyse, parallel met deontwikkeling van kettingmodellenen maquettes in klei.De vorm is een nurb-surface, ge-modelleerd in 3D-studio (fig. 5a).De geometrie van deze vorm wasnodig voor zowel de beschrijvingvan het betonnen schaalelementals van de massa rustend op deconstructie. Een nurb-surface isechter opgebouwd uit driehoeken,waarbij de vorm en nummeringzodanig zijn dat deze onbruikbaarwaren voor analyse. De normaalvan de driehoeken wees afwisse-lend naar binnen en naar buiten;de binnen-buitenparadox is hier-mee in het hart van de logica te-rechtgekomen (fig. 5b).E?n van de gevolgen van de incon-sistentie van lokale assenstelsels2 |Krachtenspel volgend uitondergrondse druk engeometrisch en construc-tief principe3 |Basiscurve in rood in dedwarsdoorsnede. Despitsboog is scharnie-rend in de top4 |De groene lijn is hetresultante moment in despitsboog; het momentten gevolge van de hori-zontale kracht en deexcentriciteit van devorm heft het momentten gevolge van de belas-ting grotendeels op5 |a Mesh-vorming in 3D-studio van een nurb-surfaceb Resulterende globaleassenstelsels van de ele-menten in Ansysc Gewenste consistentievan richting van lokaleassenstelselsd Rechts; resultaat vanoptimalisatie; herdefini-tie van binnen- en bui-tenkant?O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eO ndergronds bou wen74 cement 2006 8was dat de spanningen ten gevolgevan de momenten onjuist waren.De mesh moest worden veranderdin een regelmatige mesh van vier-kanten, zonder spleten, met mini-male elementkromming, met con-sistentie in richting van lokaleassenstelsels en als consequentiehiervan een dogmatische herdefi-nitie van binnen- en buitenkant(fig. 5c en d).Het gewelf is geometrisch en ma-teriaallineair geanalyseerd als eenbetonnen (B 45) schaalconstructiemet een dikte van 200 mm en meteen laag wapeningspercentage.Enkele verstevigingen waren ech-ter nodig (fig. 6):? verhoging van het trekwape-ningspercentage in de donker-paarse delen;? massieve betonnen kolom aande voet (lichtpaars);? verborgen balkenrooster aan deranden van de gewelfelementen;dit balkenrooster helpt bij deaansluiting van de gewelven,verdeelt gelijkmatig de krachtenover de rand van het gewelf enwerkt als verborgen stempelver-steviging tussen de diepwanden;? verhoging van het wapenings-percentage in de groene delen.Het ontwerp is op sterkte bepaald.Vervormingen hebben geen onac-ceptabele consequenties voor aan-sluitende bouwdelen. Door dedubbele kromming is de perceptievan lange-termijnvervormingennihil.O n t w e r pHet totale ontwerp is parallel aandit proces ontwikkeld tot onder-grondse kathedraal (fig. 7). Hetontwerp verandert de kwaliteitenvan de omgeving op subtiele wij-ze, waarbij de ingreep vooral als`onderhuidse spanning' voelbaaris; het metrostation wordt ver-breed en de straat is aangepast. Desociale legaliteit van een club metdit formaat is afhankelijk van eenminimale overlast en zichtbaar-heid naar de omgeving toe. Hetwil niet verstoren, veranderen ofaanstoot geven, maar wil de omge-ving loslaten, vergeten en luid enduidelijk bestaansrecht eisen in debuik van Amsterdam.Vanuit de straat is de club weinigopvallend; de holle kolommen ste-ken uit boven straatniveau in tweerijen waartussen de tramlijn envoetpaden zijn opgenomen. Aande uithoeken van de club verbre-den de uitstekende holle kolom-men zich om onderdak te biedenaan de glazen ingangspartijen.Vanuit de gekozen ingang `ver-dwijn' je met de roltrap als Alicein Wonderland onder het straatni-veau, om vervolgens aan het hoofdvan de middenbeuk van de kathe-draal naar beneden geleid te wor-den.Vanuit een lounge met garderobeen voorzieningen betreed je declub.Vanuit de uiteinden verloopt hetvloeroppervlak met een lichte hel-ling naar beneden om beter zichtte kunnen bieden op het podiumin het hart van de kathedraal. Dezeplek wordt benadrukt met eenkoepel boven het podium in hethart van de kathedraal, die op eennatuurlijke wijze overgaat in dekarakteristieke gewelven. Rond dekolommen grenzend aan het podi-um zijn nooduitgangen aange-bracht naar het onderliggende me-trostation in de vorm van dubbelespiraaltrappen die zich openen bijalarm.De zijbeuken van de kathedraalzijn voor de bar en andere facilitei-ten. Balkons bieden enige afzon-dering voor loungeplekken, waarde paradox van nabijheid dichternadert.R e t r o s p e c t i eDe uitdagingen van het onder-gronds bouwen zijn tijdens ditproject op diverse fronten aange-gaan. Op een intu?tieve wijze invormentaal, po?zie en symboliek,op een rationele wijze door een be-nadering via de logica, het oplos-sen van de constructieve, pro-grammatische, functionele enlogistieke problemen. Intu?tieveen rationele methoden wisselenelkaar af, om samen tot een ver-nieuwend en origineel ontwerp tekomen. De dialoog tussen binnenen buiten is bij ondergronds bou-wen per definitie anders. Het iseen dialoog tussen massa en ruim-te, boven en onder, licht en don-ker, waarbij in dit ontwerp devorm van massa en ruimte iden-tiek en complementair is, maarzich enkel van ??n kant laat zien.Het ondergronds zijn van de clubversterkt de ervaring van de clubin het ritueel van vergeten, het op-gaan in muziek en dans. De be-perkingen die ondergronds bou-wen met zich meebrengen kondenin positieve zin worden aange-wend om het ontwerp krachtigerte maken dan bovengronds gepastware geweest. nL i t e r a t u u r1. Ven, P. van de, Concrete Poe-try: An underground club ontop of the North-Southline. Af-studeerscriptie TU Eindhoven,augustus 2003.7 |Eindontwerp (als resul-taat van architectonischeen constructieve oefe-ningen)6 |Analysemodel van hetgewelf