Vingeroefening in high tech beton en baksteen

De slechts zeven millimeter dunne schaal is een vingeroefening naar ontwerp van Prof dr. Peter Böhm en beeldend kunstenaar Martin Kleppe, en een exercitie die als nicheproduct mogelijk een weg vindt naar de bouwpraktijk.

Een zo dun mogelijke en zodoende efficiënte schil, dat was de doelstelling bij het paviljoen van baksteenfabrikant Hagemeister in Nottuln. Werkmaat bij deze vingeroefening: de klassieke baksteen, op het hoogvast fijnkorrelig beton met een wapening uit koolstofvezel kreeg het paviljoen een schil van steenstrips. Met als extra eis: de met koolstofvezel versterkte betonkern, nodig om de krachten in de constructie op te vangen, mocht in het paviljoen niet zichtbaar aan de oppervlakte treden. Het aanschijn van baksteen was hier leidmotief. Uiterlijk zou het paviljoen als uit niets anders dan baksteen moeten lijken.

Voorbeelden: Otto, Isler en Block

Het paviljoen in Nottuln is ontworpen en gebouwd door studenten van architect Prof. Dr. Peter Böhm en beeldend kunstenaar Martin Kleppe. Böhm is professor voor bouw en vormgeving met massieve bouwmaterialen aan de Hogeschool van Trier. Martin Kleppe, eveneens verbonden aan de hogeschool, trad op als bouwleider en begeleidde de studenten.

Voorbeelden voor de studenten bij het uitwerken van de hoofdvorm van het paviljoen: het werk van Eladio Dieste en Frei Otto, de betonnen bogen van Heinz Isler, de architectuur van Calatrava en het werk van Philippe Block, professor aan het Instituut voor Technologie in de Architectuur aan de ETH Zürich en mede-leider van de Block Research Group (BRG) (vormgeven met dragende vlakken).

Prefab betonelementen

Om het effect van een bakstenen bouwwerk te bewerkstelligen, gebruikten architect Peter Böhm en beeldend kunstenaar Martin Kleppe prefab betonelementen met daarop steenstrips van circa drie centimeter dikte. De ribbenstructuur van de steenstrips is aan de constructiezijde benut als extra oppervlak om baksteen, mortel en betonconstructie aan elkaar te hechten. In de mortellaag bevindt zich het koolstofvezelnet.

Variabel voegwerk

Ook van belang: het 'metselverband'. Het steenpatroon aan de buitenzijde van het paviljoen moest niet alleen optisch en esthetisch overtuigen, er werd ook onderzocht of en hoe het patroon van invloed zou zijn op het statische gedrag – Böhm en Kleppe onderzochten het aan de hand van verschillende testplaten met steenstrips. De resultaten dicteerden de breedte van de voegen in het gerealiseerde paviljoen. Afhankelijk van de krommingsrichting van de schil, zijn de voegen dikker of dunner.

Dunne schaal biedt voordelen

Het Hagemeisterpaviljoen onderzoekt en demonstreert de mogelijkheden van prefab gevelelementen uit koolstofvezelbeton, gecombineerd met een bekleding uit steenstrips. Een combinatie die volgens ontwerper Martin Kleppe om uiteenlopende redenen interessant is, ook als het gaat om de sprong naar de bouwpraktijk. "De façade van het paviljoen is met een dikte van zeven millimeter vijf tot tien keer dunner dan een conventionele betonfaçade. Dat biedt niet alleen kansen in bouw en architectuur, de geringe dikte heeft ook voordelen op gebied van transport, opslag en handling."

Nicheproduct

Kleppe noemt het koolvezelbeton van het paviljoen een doorontwikkeling van textielbeton, een doorontwikkeling aangejaagd door de dalende prijzen van koolstofvezels. Dat maakt het voor de bouw relatief interessant, aldus Kleppe, al zal de mix van geweven koolstofvezel en hoogvast fijnkorrelig beton als constructiemateriaal volgens hem altijd een nicheproduct blijven: "Koolvezelbeton heeft als voordeel dat er geen corrosie optreedt, het biedt een grote vormvrijheid en is duurzaam, dat alles bij die extreem dunne schaal."

Nadeel is het brandgedrag, stelt Kleppe: "Het koolvezelbeton is al genormeerd, maar uitsluitend in een toepassing als ondergrond voor een externe bekleding. Zo is het bijvoorbeeld al in parkeergarages toegepast. Peter Böhm gebruikte het materiaal ook in een uit beton opgetrokken kerk naar ontwerp van zijn vader Gottfried Böhm. Die betonbouw vertoonde veel scheuren en kreeg een nieuw dak uit koolvezelbeton, dat aan de buitenzijde beton als bekleding heeft."

Lateraal denken

In het paviljoen van Hagemeister zorgen juist de steenstrips voor een heel andere oppervlaktesfeer en beleving, stelt Kleppe: "Spannend is dat het een traditioneel gewelf is, met de charme van de handformaat steen, maar met die geringe dikte. En: beton verweert, de baksteen niet."

Ook voor de studenten was de mix van beton en baksteen een boeiend gegeven. Kleppe: "De materialenmatch vraagt om lateraal denken, goede leerstof voor studenten die in de toekomst de bouw verder moeten ontwikkelen en nieuwe bouwwijzen moeten bedenken."

Dit artikel is verschenen in de Innovatiecatalogus. Lees meer van de Innovatiecatalogus in onze bibliotheek.