themaWolkenkrabbers in 20688200810themaWolkenkrabbersin 20681Wolkenkrabbers in 2068 1121 Het CCTV-gebouw in Beijing met een koppel-gebouw in de lucht2 Net als natuursteen wordt ook natuursteenbetonminutieus gepolijstDe eerste keer dat ik mij van deze potentie echt bewust werd,was bij een bezoek aan het museum van Vaduz, de hoofdstadvan het kleine Alpenlandje Liechtenstein. Een zwarte kolos vanglanzend beton huisvestte dat museum (foto 3). Ge?mponeerdliep ik rond dit indrukwekkende gevaarte dat zo erg leek op, ja,zwart marmer (foto 4). Later hoorde ik dat twee mannen driemaanden lang met een polijstapparaat in de weer warengeweest om dit glanzende oppervlak te voorschijn te roepen(foto 2). Dat moet haast wel een taakstraf voor het schendenvan het bankgeheim zijn geweest .Technisch imposant was ookde manier waarop de ontwerpers en de betontechnologen erinwaren geslaagd dilatatievoegen en krimpscheuren te vermijden.Voor mij een duidelijke indicatie dat er mogelijkheden zijn omvan beton natuursteen te maken.prof.ir. Rob NijsseABT adviseurs in bouwtechniek/TU Delft, fac. BouwkundeMisschien dat ergens in 2009 of 2010 in de net gereedgekomenLarge Hadron Collider in Geneve meteen het ontbrekendeHiggs-deeltje uit de elementaire deeltjesfysica wordt gevonden.Daardoor kan een slimme techneut een goede toepassingontwikkelen waarbij met een eenvoudig apparaatje op kern-energie de zwaartekracht uit te schakelen is. Wat praten we dannog over funderingen, scheefstaande gebouwen of grote uitkra-gingen?NatuursteenbetonMaar laten we het eerst over beton zelf hebben. In het voor-gaande artikel `Hoger, ichter, verder' van professor Walraven,hebt u al een heleboel kunnen lezen over de technische eigen-schappen van beton. Ik wil het echter hebben over andereeigenschappen van beton. Bijvoorbeeld: hoe kijkt de man opstraat ernaar? Want beton heeft nog steeds een imagoprobleem.Koud, grijs, ongezellig en saai zijn een paar van de trefwoordendie bij beton worden ingevuld. Daar moeten we dus wat aandoen, aan dat slechte beeld dat de mensen hebben. Natuurlijkwordt er al ge?xperimenteerd met gekleurd beton en beton metreli?f, maar dat is nog maar het begin. Ik verwacht dat hetbeton van 2068 er net zo uit zal zien als natuursteen. Stel jevoor de imposante aanwezigheid van marmeren kolommen envloeren. Of de robuuste uitstraling van granieten wandenwaarbij de aanblik, zelfs van dichtbij, een rijkdom aan kleurenen nuances in het oppervlak te zien geeft. Gecombineerd meteen sterke uitstraling in sterkteklasse C1000, en zo anders danhet C25 beton zoals het nu, grijs en monoliet uit de kist tevoren komt. Dames en heren Betontechnologen:Aan het werk!!!De toekomst voorspellen is je begeven op glibberig terrein of? een aardigere metafoor in het kader van dit tijdschrift ? oponverhard beton! Grote kans dat je er finaal naast zit enjezelf, weliswaar over een flink aantal jaren, belachelijkmaakt. Kijk maar eens naar een Science fiction film uit dejaren '60 of lees het boek `Uitvindingen van Morgen' uit 1954en het wordt je duidelijk: zo ziet de toekomst er niet uit. Wekunnen de toekomst alleen voorspellen als een extrapolatievan het heden ? en daar zit `m nu net de kneep: wij weten nietwat er allemaal nog kan worden uitgevonden.themaWolkenkrabbers in 2068820081233 Kunstmuseum van Vaduz; een zwarte kolos van glanzend beton4 Beton als natuursteen5 Beeld van Aeropolis 2001, een 2001 m hoge verticale stad6 N?g steekt de Burj Dubai met kop en schouders boven zijn concurrenten uitWat we in de toekomst mogen verwachten? 1500 m? The 2 MileTower (zo'n 3200 m)? Technische grenzen zijn er eigenlijk niet.Als je maar breed genoeg begint, kun je elke hoogte bereiken(fig. 5). Zelfs buiten de dampkring is technisch mogelijk. Dathebben we geleerd van het visionaire ontwerp waarbij een satel-liet om de aarde draait en door de middelpuntvliedende krachteen kabel strak trekt en waartegen een gebouw kan wordenbevestigd. Denk hier maar eens rustig over na: fascinerend idee!Leren van planten en bomenVergelijken we onze ervaring met hoogbouw met die van de bo-men en planten die iedere dag bezig zijn net iets hoger te wordenWolkenkrabbersWat gaan we dan maken met dat natuursteenbeton? Gebou-wen, natuurlijk, maar wat voor gebouwen? Welke tendensenontwikkelen zich daarin? Toevallig werd onlangs de bouw vaneen 1000 m hoog gebouw in Dubai aangekondigd. We gaandus, althans in het rijke Dubai, de lucht in en we hebben mede-lijden met de arme opdrachtgever van de Burj Bubai, die dachtmet zijn 808 m voorlopig de hoogste te zijn, zeker als je kijktnaar het vorige hoogste gebouw, 101 Taipei met een (nu)miezerige 448 m (fig. 6). Zelfs die 360 m veiligheidsmarge diede Burj Dubai had ingebouwd, is niet voldoende, zo blijkt. Er isaltijd wel iemand die bereid is meer in te zetten om, letterlijk,het hoogste te bereiken.Wolkenkrabbers in 2068 82008 136442 m448 m487 m620 m808 m417 m492 m 484 m558 mTorens van links naar rechts:SearsTower ChicagoTalpeh 101Fordham Spire ChicagoBlurj DubaiFreedomTower NewYorkShanhaiWorld Finance CentreHonkong International Commerce CentreCNTowerToronto54(constructief verantwoord) antwoord op gevonden: op diversetactische plaatsen zitten er dwarsschotjes in de buis. Aan debuitenkant is dit te zien als een verdikking, een knoop in destengel.Maar er is nog meer aan de hand, want hier ligt ook de sleuteltot het antwoord hoe het in vredesnaam mogelijk is dat eenrietstengel in een storm bijna plat op de grond kan gaan liggenen na de storm gewoon weer fier recht overeind gaat staan. Ditkan alleen maar door een verende werking in de knopen waarde dwarsschotjes zitten. Immers, de stengel zit met zijn wortelsstevig vast, ingeklemd, in de grond en de buis zelf is een opbuiging verend element dat als hij het alleen moest doen nooitplat op de grond kan liggen anders dan door ergens te knakken.Wel zal de positionering van een paar veren langs de stengel-hoogte leiden tot een zeer grote beweeglijkheid en dat is precieswat de stengels en halmen willen: gaan liggen in de wind en naafloop weer terugveren tot de oorspronkelijke positie.Het gehele schema van de stengel ziet eruit als een stapel buig-slappe torentjes gekoppeld door veren. Goed voorstelbaar is nudan hun buurman, dan is de conclusie gerechtvaardigd dat ditintense honderden miljoenen jaren durende Darwinistische se-lectieproces een aantal geraffineerde oplossingen opgeleverdmoet hebben voor de problemen met de stabiliteit en de beweeg-lijkheid die wij nu bij toenemende hoogbouw ondervinden.Dat blijkt ook wel uit enig rekenwerk hieraan. Het verschil inslankheid, de verhouding dikte versus hoogte is frappant: bij eengrasspriet 1 op 30, terwijl de Burj Dubai het met 1 op 8 moetdoen. Laten we daarom eens goed naar de structuur van plantenen bomen kijken om te zien wat we daarvan kunnen leren.Door zo slank te construeren roepen de stengels en halmen welstabiliteitsproblemen op lokaal niveau op. Een groot gevaarvoor buizen, wat bomen en grasstengels eigenlijk zijn, is hetlokale plooigevaar, wat zeker bij de bevestiging aan de onder-grond aanleiding geeft tot knikken, of in de plantentaalknakken. De stengels en halmen hebben hier een goedthemaWolkenkrabbers in 20688200814WINDalleen buigingbuigingplus knikkenin de knoop78zorgen dat de hoogbouw zonder compensatiesysteem nogzoveel draagvermogen heeft dat nergens bezwijken kan optre-den en het enig merkbare effect van het wegvallen van hetcompensatiesysteem een sterk toegenomen beweeglijkheid is.Met dit principe, een bundel buizen met op tactische positiesdemper-/veersystemen, is door de Japanse architect YushiUehara ? in het kader van een prijsvraag van het tijdschriftJapan Architect in 2003 ? een 1000 m hoog woongebouwontworpen, zijnde het woongebouw van de mens in het jaar3000 (fig. 8). De achterliggende gedachte was dat de mensheidzich teruggetrokken heeft in verticale steden die een zo kleinmogelijk gedeelte van het aardoppervlak nodig hebben. De restvan de aarde zou dan worden teruggegeven aan de natuur.Mega Grote GebouwenEr zullen in 2068 een heleboel meer mensen op aarde rondlo-pen dan nu; 6 miljard, 9 miljard, wie zal het zeggen? Het zalook duidelijk zijn dat die niet allemaal in een huis met een tuinkunnen wonen: daarvoor zouden we er drie aardes extra bijmoeten hebben. We zouden allemaal in torens kunnen gaanwonen en ons als mensheid terugtrekken op een klein beslagvan het aardoppervlak en de rest van de aarde teruggeven aande natuur. Een aardige gedachte met een hoog duurzaamheids-gehalte, maar, vrees ik, niet realistisch.Ik denk dat de oplossing zal worden gezocht in de richting vande hele grote gebouwen waarin wonen, werken, winkelen enrecre?ren tezamen worden ondergebracht. Over de sociologi-dat een windvlaag het geheel op zodanige wijze zal doen uitbui-gen dat een bijna horizontale positie kan worden bereikt (fig. 7).Demper-/veersysteemHelaas heeft dit, voor een stengel of halm, slimme scenario omde spanningen in het materiaal beperkt te houden, weinig prak-tisch nut voor ons mensen. Gebouwen die bij een beetje windal veel heen en weer gaan, kunnen niet functioneel wordengebruikt en lantaarnpalen die in een storm plat op de weg gaanliggen is ook geen goed idee. Toch is er een interessante koppe-ling te maken met het veersysteem onder een auto. Hier zorgteen combinatie van een veer en een schokbreker ervoor dat deauto zelf bijna niet beweegt, terwijl de wielen wel de weg metkuilen en bulten volgen.Dat is interessant, want zonder dat de auto (of de inzittenden)het merkt worden er grote stootkrachten door het systeem vanveer en schokbreker verwerkt. Als we dit principe in onze hogegebouwen zouden kunnen inbouwen, dan ontstaat de mogelijk-heid de hoogbouw tegen de wind in (of terug) te duwen. Tevenswordt door dit actief terugduwen de beweging van het geheelsterk verminderd en is het zelfs mogelijk een eigen trillingsvormte compenseren door nu op precies het juiste moment een`tegen'-duwtje te geven zodat de beweging snel wegdempt.Met deze actieve compensatie kunnen we in principe onbe-perkt in de hoogte bouwen met een materiaalgebruik dat bijlaagbouw hoort. Men zou kunnen tegenwerpen dat als hetactieve compensatiesysteem niet werkt, er een zeer onveiliggebouw ontstaat en dat is ook zo. Men zal er altijd voor moetenWolkenkrabbers in 2068 82008 15nee(kolommen)beter(+ balk)!(+ schoren)910losse, te veel bewegende torens en ook geen koppeling met eenbalk, maar tegen elkaar steunen, zoals dronken mannen ooktegen elkaar aanleunen om overeind te blijven (fig. 9)! Een prin-cipe al toegepast bij de Aya Sophia in Istanbul, waarbij de grote,eigenlijk te zwakke koepel wordt gesteund door twee rijen, inhoogte afnemende kleinere koepeltjes erom heen.De schaal en de maten zijn echter nog wel even wennen: eendiagonaal gebouw dat op 300 m tegen een ander gebouwaanloopt, is niet alleen spectaculair, maar hoe bouw je het enhoe vang je de ten gevolge van die scheefstand ontstane hori-zontale krachten op? Onze huidige grote wereldsteden zijnplatte pannenkoeken die maar uitdijen en uitdijen; dat kan zoniet langer doorgaan en overal zie je dan ook al de tendensomhoog te gaan.Ik was een tijd niet in London geweest en onlangs bij eenbezoekje aan de London Wheel viel het mij op dat de stad in devallei op een groot aantal plaatsen gewoon de lucht ingaat; hetis een onoverkomelijke tendens. Welke gedachte is dan logi-scher die kolossen niet alleen netjes op hun postzegellocatienaast elkaar te laten staan, maar ze ook met elkaar te verbin-den? Het onlangs op hoogte gekomen CCTV-gebouw inBeijing, ook van architect OMA overigens, laat een voorproefjezien van het Mega Grote Gebouw uit 2068 (fig. 1). Waaromnamelijk geen koppelgebouwen in de lucht? Op deze wijzecre?er je een plein, ruimte in de stad maar dan met een dak; op200 m boven je. sche aspecten zullen we het niet hebben ? daarop moet nogheftig worden gestudeerd ? maar het blijft een intrigerendegedachte. Een gebouw met een winkelcentrum, sportvelden,woningen, kantoren etc. De capaciteit is in elk geval groot enhet beslag van de steden op de schaarse grond kan belangrijkverminderen.Natuurlijk hebben we ons natuursteenbeton om deze mensge-maakte bergen met activiteiten te maken, maar hoe zullen zeeruit zien? Voor mij is een studie uit 1996 van het architecten-bureau OMA een goede toetssteen van wat wij mogen verwach-ten in 2068. Het betreft hier een Hyperbuilding-studie voorBangkok, bedoeld voor 120 000 bewoners en 200 000 bezoekersper dag, met alle voorzieningen in het gebouw zelf; gelegen opde westoever van de rivier Chao Phraye, direct tegenover debestaande stad Bangkok (fig. 10).Dronken mannenHoe bouwen we zo'n Megakolos? In elk geval voorzichtig enlangzaam. Bij zo'n gigantisch bouwvolume is er eerder sprakevan een groeiproces, waarbij delen al eerder in gebruikgenomen worden, dan van een overvolle bouwplaats waar natien jaar koortsachtig bouwen de bewoners eindelijk hetgebouw in kunnen. Het zal meer gaan zoals het in elke grotestad nu al gaat: constant is er ergens wel een project aan degang, de stad is nooit af! Ook zal het gebouw, terwijl er verderaan wordt gebouwd, al op andere plaatsen worden verbouwd,omdat er nieuwe activiteiten in worden ondergebracht (je doethet nooit goed de eerste keer) of omdat de gebouwhuidvanwege bouwfysische eisen of gewoon de architectonischemode moet worden aangepast. Steeds meer gaan deze gebou-wen naar het revolutionaire principe uit de jaren zeventig,ontwikkeld door prof. Habraken, het drager- en afbouwprin-cipe; een ambivalent, duurzaam skelet (uit ons natuursteenbe-ton natuurlijk), bekleed met wanden, gevels en vloeren volgensde mode en de inzichten van de dag.OMA had ook nagedacht over het universele uitgangspunt voorde constructie die hoort bij zo'n hoog en groot gebouw. In eensimpel maar illustratief schetsje werd dat duidelijk gemaakt; geen