themaSlim sieraad voor de stad2201240themaSlim sieraad voorde stadEnschede is een echte muziekstad. Het bruisend cultureel hartwordt gevormd door het Nationaal Muziekkwartier met diversepodia voor theater en muziek, oefenruimten, muziekopleidingen,dansopleidingen en vele cursussen. Elementair onderdeel van ditstadsdeel vormt het nieuwe Muziekcluster. De popzalen in ditmultifunctionele gebouw zijn een `doos-in-doos'.1Popzalen in multifunctioneel Muziekcluster in Enschede zijn`doos-in-doos'Slim sieraad voor de stad 22012 411 loading docks2 popcaf?3 C. zaal4 B. zaal5 grote zaal6 foyer C. zaal7 functie eiland8 foyer B. zaal9 foyer grote zaal10 kleedkamers11 centraaltrappenhuis32 34111591067819Het Muziekcluster is een voor Nederland unieke samenwerkingtussen zes culturele- en educatieve organisaties: PoppodiumAtak, ArtEZ Conservatorium, Nederlands Symfonieorkest, DeMuziekschool Twente, De Nationale Reisopera en Wilminkthe-ater en Muziekcentrum Enschede. De partners werken opdiverse fronten met elkaar samen.Het theater ligt op een krappe binnenstedelijke locatie aan hetspoor en naast omliggende monumentale panden (fig. 2). Opdeze plek is de verzameling aan ruimten op slimme wijzebinnen een bijzondere verschijning in elkaar gestoken. Opval-lend zijn de enorme buitentrap in de richting van het station eneen sculpturale, dubbelgekromde, roodkoperen dakschil boveneen glaspui aan de centrumzijde (foto 4). Deze elementenmaken een uitnodigend gebaar en begeleiden de stedenbouw-kundige routing.In het Muziekcluster zijn verschillende zalen gerealiseerd,waaronder speciale poppodia voor respectievelijk 300 en 700personen, een (muziek)theater met 1001 stoelen, een muziek-school, een popcaf?, oefen- en lesruimten, kantoorruimten,centrale voorzieningen en congresfaciliteiten. Een grote foyergeeft toegang tot de verschillende ruimten en voorzieningen.De totale omvang bedraagt circa 18 000 m? BVO.HoofdopzetVanuit constructief oogpunt bestaat het Muziekcluster uit tweebouwdelen. In het ene gebouw zijn de popactiviteiten en demuziekschool gesitueerd. Het andere gebouw bevat hetmuziektheater met bijbehorende foyers, een toneeltoren enkleedruimten. De dienstenzone aan de achterzijde verbindtbeide delen als een soort `backbone'.Onder nagenoeg het gehele gebouw is een kelder aanwezig.Deze kelder verzorgt de fundering van de hoofddraagstructuurvan kolommen, wanden en liggers, met als basis een overzich-telijk stramienenplan.StabiliteitDe twee bouwdelen hebben elk hun eigen stabiliteitsvoorzie-ningen. De posities van deze voorzieningen zijn in overleg metde architect bepaald. Er is vooral gebruikgemaakt van beton-nen, deels in het werk gestorte kernen. Waar de esthetica offunctionaliteit dit vereist zijn stalen windbokken in K-verbandof kruisverband toegepast.Doorlopende vloeren en dakvlakken doen dienst als horizon-tale schijven om belastingen, door onder andere wind, naar deverticale stabiliteitsvoorzieningen af te dragen. De dakvlakkenhebben hiervoor de nodige stalen kruisverbanden gekregen. Bijde uitwerking van de vloeren is nauwkeurig gelet op de koppe-ling van betonnen vloerdelen aan de hoofddraagconstructie,bijvoorbeeld door gebruik te maken van stiftdeuvels of haar-spelden.MaterialisatieHet bouwsysteem is grotendeels een hybride systeem, waarbijvooral beton en staal zijn toegepast. Per (deel)constructie is inir. Twan Hendriks, ir. Dirk Jan PetersCorsmit Raadgevend Ingenieurs,a company of Royal Haskoning1 Hoog afwerkingsniveau van ter plaatse gestorte antraciete betonkolommenfoto: Jeroen Musch2 Binnenstedelijke locatie tussen spoor en monumentale panden3 Overzicht Muziekcluster: links van de dilatatie (as 19) de popzaal en muziek-school, rechts het theater met foyers, toneeltoren en kleedruimten2Slim sieraad voor de stad2201242thema4 De sculpturale roodkoperen dakschil5 Theaterzijde Muziekclusterlangs de Parallelweg aan het spoor. Bij deze bouwdelen isgekozen voor (prefab) beton om de volgende redenen:a) de structuur en detaillering is voor een groot deel eenduidigen uniform;b) de akoestische eisen bevatten een massa-eis voor diversewanden;c) prefab-beton was op dat moment qua kosten zeer aantrek-kelijk;d) de aanwezigheid van het spoor en de beperkingen die dit bijde bouw opleverde vroeg om een relatief eenvoudigemontage.In de fase direct na aanbesteding is in overleg met de aannemerde prefabricagegraad verhoogd. Zo is op initiatief van deaannemer de toneeltoren in zijn geheel uitgevoerd als staalcon-structie met prefab-betonwanden.Bij de keuze van de vloertypes is zoveel mogelijk rekeninggehouden met de uitvoeringsfase. Lastige stempelconstructiesdie de bouwsnelheid verminderen zijn zo veel mogelijk verme-den. De meeste vloeren zijn daarom uitgevoerd als kanaalplaat-vloeren met in het werk gestorte druklagen. Dit geldt niet voorvloeren met zeer specifieke eisen zoals in de popzalen en hettheater. In overleg met de architect is per vloerveld bekeken ofvervolgens nog een afwerkvloer nodig was. In verband metvloerverwarming en in te storten voorzieningen is de dikte vande afwerkvloer voor bepaalde vloervelden aangepast. Debovenkant van de constructievloer is hier lager aangelegd,zodat de bovenkant van de afgewerkte vloer overal gelijk konzijn bij verschillende diktes in de afwerking. Hierbij is in deconstructie gezocht naar mogelijkheden voor een verant-woorde verlaging van de vloer.overleg met de overige ontwerppartijen beoordeeld welk mate-riaal het meest geschikt is voor de beoogde toepassing. Bij dezekeuze speelden de kosten een belangrijke rol, maar ookconstructieve, esthetische en akoestische aspecten zijn meege-nomen in de afweging.Het ontwerp van de theaterzaal is een mooi voorbeeld van hoehet ontwerp integraal is aangepakt en geoptimaliseerd voor detoepassing. Voor de hoofddraagconstructie van de toneeltorenen de gekromde, oplopende vloer van de zaal is gekozen vooreen betonconstructie, terwijl de gebogen vormen van het daken de wanden van deze theaterzaal zijn opgebouwd uit staal enhout.In het oog springend in het theater is het hoge afwerkingsniveauvan de in het werk gestorte betonconstructies. Deze ter plaatsegestorte constructies zijn veelal in twee richtingen gekromd enuitgevoerd met antracietkleurig schoon beton (foto 1).Ook de popzalen zijn voornamelijk uitgevoerd in ter plaatsegestort beton. De hoofddraagconstructie van het dak van defoyers is van hout.Enkele gebouwdelen zijn uitgevoerd met een hoofddraag-constructie in staal. Hiermee is in deze delen een flexibeleregebouwindeling en constructie gerealiseerd. Deze staalcon-structies zijn onder andere toegepast bij de gevel- en vloer-constructie van de foyer en het gebouwdeel tussen de popza-len.De hoofddraagconstructies van de dienstenzone zijnontworpen in beton.Waar mogelijk zijn betononderdelen aangewezen voor prefa-bricage. Een goed voorbeeld hiervan is de dragende gevel4Slim sieraad voor de stad 22012 43verband met de afmeting van het gebouw in lengterichtingen de daarbij horende verwachte invloeden uit tempera-tuursveranderingen en krimp.Akoestiek popzalen: constructief hoogstandjeIn overleg met de akoestisch adviseur zijn maatregelen voor deconstructie opgesteld die ervoor zorgen dat zowel geluid tussende popzalen onderling als geluid van buiten af (o.a. het spoor)voldoende is ge?soleerd. De belangrijkste maatregelen om degewenste akoestiek te bereiken:? volledige dilataties in de constructie en bouwkundige detail-lering van de popzalen;? toevoegen van gebouwmassa aan de popzalen;? toepassing van zogenaamde trillingsisolatoren onder depopzalen (t.p.v. de dilatatie).DilatatiesHet gebouw kent diverse dilataties. Op as 19 is een gebouwop-delende dilatatie aanwezig (fig. 3) en rondom de popzalen zijndilataties aangebracht. Deze dilataties hebben voornamelijk eenakoestische achtergrond.De dilatatie in as 19 is door de akoestisch adviseur voorge-steld om het theaterdeel te ontkoppelen van het popdeel. Dedilatatie is volledig, waardoor gebruik van oplegblokken englijverbindingen niet is toegestaan en een `dubbele construc-tie' nodig is. De achtergrond van deze strenge eis is het voor-komen van geluidslekken door trillingen in constructiedelendie van het ene bouwdeel naar het andere lopen. De dilatatieloopt door tot in de fundering en de kelder waar, tenbehoeve van de waterdichtheid, een detaillering met eeningestort rubberprofiel is toegepast (fig. 7). De dilatatie opas 19 is tevens vanuit constructief oogpunt gewenst in5Slim sieraad voor de stad2201244themaP=-324040072030VOEGPROFIEL SCHRUMPF Bi 32(09)DRAGENDST.KOLOM 200x200300720400P=-3960P=-3240450 600DILATATIEVOEG341918METSELWERKH300500250200630370300 1650 4002001000200165250250 50 2150 214P=-100P=-900ST.KOLOM 300x300P=-70STEKKEN ?12-300OPSTORTINGAFSTEMMEN OPVEERELEMENTDoor toepassing van deze maatregelen mogen de popzalenworden beschouwd als een constructief hoogstandje van ditproject.DilatatiesTussen de betonnen popzalen en de omliggende ruimten isgeen `hard contact' toegestaan, niet door de constructie maarook niet door bouwkundige afwerking en technische installa-ties. `Zachte' overgangsconstructies zijn in nauw overleg met deakoestisch adviseur bepaald, bijvoorbeeld:? rubber voegprofielen voor vloerdilataties;? aansluitingen van scheidingswanden op de betonconstructiedie luchtdicht en/of brandwerend moeten zijn;? overgangsstukken voor technische installaties.MassaVoor zowel de wanden als de daken en de vloeren geldt alsuitgangspunt een minimale massa 600 kg/m?. De wanden envloeren van de popzalen zijn uitgevoerd met in het werkgestort beton, de daken als kanaalplaten met een druklaag. Devloeren van de zalen zijn 300 mm dik (750 kg/m?). Hierdoor is676 Foyerfoto: Jeroen Musch7 Detail dilatatie8 Detail trillingsisolatorenfiguren: Ector HoogstadArchitecten, tenzij andersvermeldBETON.KOLOM 400x500P=-500700P=0.00700500 30 500400 30400DILATATIEVOEG1918BETON.KOLOM 400x5008Slim sieraad voor de stad 22012 45ontkoppeling verschillende methoden toegepast voor hetmaken van de doos-in-doos-constructies. Naast het toepassenvan eerdergenoemde trillingsisolatoren zijn dit onder andere:? Een per verdieping gestorte en vervolgens ingezaagde,zwevende dekvloer (betonvloer op steenwolisolatie).? Bijzondere toepassing van een floating-floor in een grootaantal oefenruimten voor de hoger gelegen verdiepingen.Hierbij wordt in eerste instantie de 100 mm dikke betonvloer,met op berekende punten lege veerhuizen, op folie gestort,waardoor de vloer automatisch de vorm van de betreffenderuimte volgt. Vervolgens wordt de vloer met de te plaatsenveren en hydraulische technieken opgevijzeld. Hierbij wordteen gegarandeerde akoestische ontkoppeling bereikt.BrandwerendheidVoor de hoofddraagconstructie geldt een brandwerendheidseisvolgens het Bouwbesluit van 90 minuten. Hierop is een reduc-tie van 30 minuten toegepast in verband met de geringehoeveelheid permanente aanwezige vuurbelasting(< 500 MJ/m2), waardoor de hoofddraagconstructie een brand-werendheidseis van 60 minuten heeft gekregen.Bijzonder detail is de brandveiligheid van de trillingsisolatoren.Deze stalen veren zijn niet beschermd tegen brand, maar hethet mogelijk om leidinggoten in de vloer op te nemen. Dewanden zijn 250 mm dik (625 kg/m?).TrillingsisolatorenDe oplegging van de zalen op de fundering is gescheiden doorzogenaamde trillingsisolatoren. De dilatatie eindigt bij de trilling-sisolatoren, waardoor de popzalen feitelijk worden ontkoppeldvan de fundering. De onderliggende constructies waarop de isola-toren staan, mogen zijn gekoppeld aan andere constructiedelen.Deze trillingsisolatoren waren een relatief nieuw concept. Doordeze innovatieve oplossing ontstaat een doos-in-doos-constructie. De popzalen zijn de binnenste dozen en hetomhullende gebouw met gevel, dak en aangrenzende ruimtenis de buitenste doos. Met deze manier van werken zijn eerdergoede ervaringen opgedaan door Corsmit, onder meer bij debouw van het Paard van Troje, een uitgaanscentrum in DenHaag.Voor de popzalen is rekening gehouden met de volgende optre-dende trillingsfrequenties:? (pop)muziek: 20 Hz ? 20 000 Hz;? dansende mensen: 1,8 Hz ? 3,5 Hz.De eigenfrequentie van deze massa-veersystemen (zaal, inrich-ting en bezoekers) is onder andere bepaald door de karakteris-tieken van de trillingsisolatoren en vastgesteld op 4,5 ? 6,0 Hz.De uiteindelijke indrukking van de veren is bepalend voor deeigenfrequentie van het massa-veersysteem. De indrukking uwordt bepaald door de verhouding tussen de massa m op deveren en de veerstijfheid k. Dit geeft de volgende relatie met deeigenfrequentie fe:fe=___k__m____2Het aantal veren per isolator is variabel en volledig afgestemdop de bovenliggende constructie en afbouw.Omdat de trillingseisen leiden tot strenge doorbuigingseisen, isde maximale vloeroverspanning gereduceerd tot circa 8 m.Hierdoor zijn de zalen voorzien van minimaal drie ondersteu-ningslijnen met trillingsisolatoren (fig. 8), waarvan de buitenstetwee onder de betonwanden. De veerelementen staan in dekelder op kolommen en betonwanden. Belangrijk aandachts-punt voor de trillingsisolatoren is de visuele inspectie tijdensgebruik en de mogelijkheid om onderhoud te kunnen plegen.Overige constructieve ontkoppelingenOmdat de afmetingen en de constructieve opbouw van dediverse ruimten vari?ren, zijn ten behoeve van de akoestischeTabel 2 Overzicht waterstandverlagingb.k. beton t.o.v.peil [m]dikte betonvloer[m]o.k. beton t.o.v.NAP [m]benodigd waterpeilt.o.v. NAP [m]h t.o.v. NAP+38,5 m [m]deel I -3,24 0,4 +38,35 +38,05 0,45deel II -3,60 0,4 +37,99 +37,69 0,80deel III -5,40 0,6 +35,99 +35,69 2,80deel IV -3,96 0,4 +37,63 +37,33 1,20Tabel 3 Samenvatting resultaten ori?nterend waterbezwaardeel I deel II deel III deel IV totaalh [m] 0,45 0,8 2,8 1,2eenmalig [m3] 1100 290 560 1900 3850duur [dagen] 150 (5 maanden) 150 (5 maanden) 150 (5 maanden) 150 (5 maanden)worst case debiet[m3/dag]155 135 475 345 1110aannemelijk debiet[m3/dag]50 10 20 50 130totaalworst case [m3]24 350 20 540 71 810 53 650 170 350totaal aannemelijk [m3] 8600 1790 3560 9400 23 350Tabel 1 Globale bodemopbouwbovenkant laagt.o.v. NAP [m]omschrijving k-waarde[m/dag]c-waarde[dagen]+ 42 afhankelijk van maaiveldinrichting zand of grond+ 40 zand, matig fijn, siltig 10 -+ 36,5 klei, leem 0,08 50+ 32,5 zand, fijn, siltig 5 -+ 24,5 klei, siltig - -themaSlim sieraad voor de stad22012468 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2019 21 22 23 24 25 26 27JIHGFEDCB32 333130292835 36 37 38 39 40 41341819H87IV37,5x42+37.63h=1,2mII20x18+37.99h=0,8mI50,4x48,6+38.35h=0,45mIII18x11+35.99h=2,8m+38.7h=0m9In tabel 2 zijn de op basis van de geometrie bepaalde water-standverlagingen weergegeven. Het peil bedraagt NAP+41,99m. Er is rekening gehouden met een drooglegging vancirca 0,3 m onder onderkant betonvloer. Voor de berekeningvan de waterstandverlaging is uitgegaan van een grondwaterni-veau op NAP +38,5m (fig. 9).Gezien de heterogeniteit van de laag tussen NAP +36,5 m en32,5 m is er een topwaarde van het waterbezwaar ? de totalehoeveelheid onttrokken water ? en een aannemelijk waterbezwaarbepaald (tabel 3). De berekening voor het waterbezwaar is gedaanmet behulp van de topwaarde (worst case scenario). Er is vanuitgegaan dat de laag van NAP +36,5 en 32,5 m niet volledigwaterafsluitend is, waardoor over de gehele diepte vanaf freatischniveau tot NAP +24,5 m zou moeten worden bemalen.Geconcludeerd werd dat bij een bemalingsduur van 5 maandenkon worden volstaan met een melding in het kader van de grond-wateronttrekking. De bemaling bleek niet vergunningsplichtig.FunderingspalenVoor de palen was in het ontwerp veelal gebruikgemaakt vanvibropalen 323/365 en 406/465, die zowel trek als druk kunnenopnemen. De grondslag was niet geschikt (dat wil zeggen `tegoed') voor prefab-beton palen. Dit werd veroorzaakt door eenvrij compacte zandlaag tussen aanlegniveau fundering (kelder-uitgekiende ontwerp van de omhullende schalen zorgt ervoordat, in geval van bezwijken van de veren door brand, de zwarestalen schalen op elkaar worden gedrukt zonder veel vervor-ming (zakking bij brand circa 20 mm). De bovenliggendebetonconstructie blijft zo nagenoeg op zijn plaats en de veilig-heid is gegarandeerd. Bij directe aanstraling door brand gaat dewerking van de trillingsisolator verloren, maar veerelementenzijn met behulp van vijzels altijd te vervangen. Op deze wijze ishet verantwoord de veerconstructies `in het zicht' te laten en zeniet aanvullend tegen brand te beschermen.BouwkuipVerschillende gebouwdelen bevonden zich voor een grootdeel onder grondwaterniveau, waardoor een waterdichtebouwkuip nodig was, die moest worden drooggemaakt. Opbasis van het beschikbare grondonderzoek is de globalebodemopbouw opgesteld (tabel 1). De k- en c-waarden(waterdoorlatendheid, resp. weerstandsco?fficient) zijngeschat op basis van diverse bronnen.Op basis van de bodemopbouw is een minimaal inheiniveauvan de damwanden van NAP +32,5 m gehanteerd. Hierdoor isde aanwezige waterremmende laag optimaal gebruikt. Eeninheiniveau tot in de kleilaag van NAP +24,5 m werd niet reali-seerbaar geacht door de grote conusweerstanden die van NAP+32,5 m tot NAP +24,5 m werden aangetroffen.9 Overzicht waterbezwaarbron: Corsmit Raadgevende Ingenieurs10 (Deels) prefab-betonwandenfoto: Jeroen MuschSlim sieraad voor de stad 22012 47Tot slotBinnen dit project waren veel verschillende disciplines betrok-ken met ieder hun eigen randvoorwaarden. Het was een uitda-ging om deze ? soms tegengestelde ? uitgangspunten van allepartijen zoveel mogelijk integraal te bezien en zo een optimaaltheater te cre?ren. Gezien het veelvuldige gebruik van hetcomplex is deze missie zeker geslaagd.niveau = ca. NAP +38 m) en paalpuntniveau (ca. NAP +28 m),die echter niet goed genoeg was om op te funderen.Na aanbesteding is besloten avegaarpalen toe te passen. Decombinatie van dit gewijzigde paaltype, een voortvarende startvan de bouw en enige nog door te voeren ontwerpoptimalisa-ties, leidde tot enkele theoretische overschrijdingen van paal-draagvermogens.In goed overleg met de opdrachtgever is vervolgens gekozenvoor een rekentechnische aanpak waarbij de zwaarst belastepalen ? voor een groot aandeel door wind ? zijn getoetst ophun dynamisch paaldraagvermogen.Daarbij is de windbelasting verhoogd met een vlaagfactor ende bijbehorende dynamische amplificatie. Tevens is het paal-draagvermogen vergroot door voor de schachtwrijving eenkorteduursterkte te hanteren. De belasting op de paal bleefdaarmee beneden het draagvermogen en tevens in het elasti-sche bereik.10 projectgegevensopdrachtgever Gemeente Enschedearchitect Ector Hoogstad Architectenconstructie-adviseur Corsmit Raadgevend Ingenieurs, a company of Royal Haskoninginstallatie-adviseur Grontmij Technical Managementakoestisch adviseur DHV, Eindhovenaannemer Bouwcombinatie Dura Vermeer / Trebbe Bouw, Enschedebouwsom (incl. installaties) ca. 25 000 000,-oplevering najaar 2008