Een constructief interessant onderdeel van het recent heropende Naturalis in Leiden is de nieuwe expositieruimte. Het gebouw is vormgegeven als vier ten opzichte van elkaar versprongen delen. Dit leverde, samen met de zogenoemde trappenberg, een aantal interessante constructieve uitdagingen op. Én mogelijkheden.

De collectie Naturalis Biodiversity Center is de laatste tijd enorm gegroeid waardoor aanpassing noodzakelijk was. Het ontwerp voor deze uitbreiding bestaat uit een nieuw expositiegebouw met daarin verschillende zalen. Tussen dit nieuwe gebouw en het bestaande gebouw ligt een nieuwe entreehal, over de volle hoogte van het expositiegebouw. In deze hal, tegen de expositieruimte aan, bevindt zich de zogenoemde trappenberg. Het is een ingenieus concept dat nog meer allure geeft aan de entree. De entreehal wordt omsloten door een ‘kroongevel’. De bestaande vier torens blijven gehandhaafd (fig. 1). Naast deze torens komt een nieuw laboratoriumgebouw.

Constructief gezien zijn vooral het expositiegebouw, de trappenberg en de kroongevel bijzonder interessant.

Het expositiegebouw bestaat uit een aantal lagen van drie zalen op een rij (fig. 2). Deze zalen worden onderling gescheiden door twee kerngebieden met elk een breedte van 6 m. Binnen deze gebieden bevinden zich liften, schachten en trappen. Voor de opbouw is gekozen voor betonwanden. Een betonwand heeft het grote voordeel dat overal en aan beide zijden van de wand een goede en sterke achtergrond beschikbaar is om er van alles aan te kunnen bevestigen. Bovendien is de wand overal vlak zodat het ook flexibiliteit oplevert als er ooit andere wensen ontstaan. Belangrijk voordeel is verder dat een massieve betonwand dunner is dan een wand opgebouwd uit staal en panelen. Ten slotte is een betonwand in staat in zijn vlak als constructie-element te werken (als balk of wandligger). Van de mogelijkheid de wand als constructie-element te gebruiken, is bij nadere uitwerking op grote schaal gebruikgemaakt.

De maat van de zalen varieert steeds in één richting. In de andere richting kent die maat veel meer regelmaat en is die bovendien het kleinst, namelijk 21 m. Daarom is de overspanningsrichting in de richting van die kleinste overspanning gekozen (fig. 6). Vanwege de hoogte van enkele ruimtes was een vloertype dat een onderstempeling nodig had in de uitvoering geen goed idee. In plaats daarvan is gebruikgemaakt van zelfdragende voorgespannen breedplaten (90 mm dik) op liggers, h.o.h. 3 m, (foto 3). Over deze platen is een druklaag van 60 mm aangebracht die zorgt voor spreiding van verticale belastingen en de schijfwerking van de vloer.

Het was in principe mogelijk de liggers uit te voeren als voorgespannen betonbalken. Dat zou echter problemen geven met de infrastructuur voor de gebouwinstallaties of de tentoonstellingsopstellingen, haaks op de liggeras. Daarom is gekozen voor stalen vakwerkliggers waarbij het mogelijk is installaties door te voeren. Ze zijn ontworpen als liggers op twee scharnieren. Op de bovenflens zijn stiftdeuvels gelast voor de samenwerking van staal met beton. Er is ook naar het dynamische gedag van de liggers gekeken. Door de grote overspanning van de vakwerken en de beperkte constructiehoogte is de eigenfrequentie relatief laag. De modale massa van de betonvloer zorgt ervoor dat de constructie desalniettemin voldoet aan klasse D van de HIVOSS-methodiek.

Bij de kopgevels steken de liggers uit de zaal waarmee erkers zijn gerealiseerd. De kopgevels zelfs staan op een rij schuine kolommen (foto 4).

Wie het expositiegebouw van een afstand bekijkt, ziet niet hoe in dit gesloten volume de zalen zijn gerangschikt. Wat men wel ziet, zijn als het ware vier reusachtige plakken die op elkaar liggen en ten opzichte van elkaar zijn verschoven en gedraaid (foto 4).

Voor de stapeling in de langsgevel waren enkele bijzondere constructieve oplossingen nodig. Maar de gevelopbouw loste ook een belangrijk ander constructief probleem op. De verschuivingen van de plakken introduceren immers horizontale vlakken in de gevel die, wanneer ze goed worden ontworpen, de horizontale belastingen op de gevel kunnen opvangen en afdragen op de kernen en de kopgevels.

De trappenberg in de entreehal (foto 5) ziet er niet onmiddellijk uit als een constructief hoogstandje, maar is dat zeker wel. Hij bestaat uit trappen met een breedte van 3 m. De trap is uitgevoerd als een plaat die spant tussen betonwanden die vanuit de begane grond zijn opgetrokken. Er zijn in totaal zes wanden nodig, haaks op de kernwanden. Ze dragen daarmee niet de vloeren van de zaal. De wanden verspringen over een afstand van 3 m ten opzichte van elkaar. Ze dragen op de kernwanden en de kopgevel, die er loodrecht op staan. De wanden van de trappenberg zijn benut als wandliggers.