The Natural Pavilion is een van de grootste paviljoens op de Floriade. Het gebouw telt drie verdiepingen en werd in opdracht van de Nederlandse rijksoverheid gerealiseerd. Circulariteit was uitgangspunt in het ontwerp. Het complex is dan ook bijna helemaal opgetrokken uit biobased bouwmaterialen en volledig demontabel en dus herbruikbaar.
De aanbesteding voor The Natural Pavilion kwam nogal laat op de markt. Om precies te zijn eind maart 2021. Dat gaf inschrijvers minder dan een jaar de tijd om voor 1 miljoen euro (het gestelde bedrag) een aansprekend bouwwerk af te leveren. De handschoen werd opgenomen door een consortium onder leiding van de Noordereng Groep met aan het hoofd de Edese ondernemer Gerben Kuipers. Andere betrokken bedrijven zijn TNO, Heko Spanten, DP6 architectuurstudio, constructiebureau Lüning en adviesbureau ABT.
Nieuw houtbouwsysteem
Bijzonder aan dit project is dat er een compleet nieuw houtbouwsysteem voor bedacht werd: de zogenoemde HoutKern Bouwmethode. Eenvoudig gezegd komt de bouwmethode volgens Gerben Kuipers neer op een ‘heel grote K’nex-doos’. De balken – grotendeels volhouten balken van speciaal voor dit project geoogste douglassparren uit de bossen van Staatsbosbeheer – worden met steeds dezelfde stalen knopen aan elkaar verbonden op een grid van ongeveer 3,5 meter. Dat is de basis van het hele, drie lagen hoge gebouw. Het verse hout zal nog drogen in het werk. Heko Spanten heeft bij het maken van de verbindingen van het modulaire bouwsysteem rekening gehouden met de krimp die onvermijdelijk in de constructie zal ontstaan.
Uiteraard zijn er stalen windverbanden nodig op strategische plaatsen, maar er is geen sprake van een stabiliteitskern van CLT of beton. De vloeren en de drie monumentale trappen zijn gemaakt van CLT en werden geleverd door Binderholz. De trappen zelf zijn uit één, bijzonder dikke plaat CLT gezaagd, waarbij de zaagresten van de ene trap meteen de andere trap opleverden en er dus weinig zaagverlies was. Extra stabiliteit krijgen deze trappen van de zijwangen die ook uit CLT bestaan.
Losmaakbaar
De innovatie van de HoutKern Bouwmethode zit in de losmaakbaarheid en flexibiliteit. Een stalen knoop zorgt ervoor dat de houten modules, ook na het demonteren, weer aan elkaar gekoppeld en opnieuw gebruikt kunnen worden. Diana de Krom is Projectleider Constructies ABT. Zij vertelt dat de HoutKern Bouwmethode ook geschikt is voor woningbouw. “Op een stalen koppelstuk na bestaat de methode volledig uit hout. Dat maakt dat het concept vrijwel voor honderd procent biobased is. Je kunt met de modules stapelen tot zo’n 70 meter. Dat is best een heel eind in houten modules. Je kunt er ook speels mee bouwen en dat is precies wat we hebben gedaan in The Natural Pavilion. We realiseerden een vide en boven de entree is een plek waar geen doorgestapelde kolommen zitten.” De Krom stipt aan dat hout een licht materiaal is dat stikstofuitstoot reduceert. “Door het geringe gewicht heb je bovendien minder fundering nodig, wat ook weer bouwmateriaal bespaart. Daarnaast bouw je met hout sneller, het is makkelijk aanpasbaar en het groeit vanzelf weer terug.”
Flexibel indeelbare plattegronden
The Natural Pavilion is een gebouw van drie verdiepingen met aan elke zijde een ander aangezicht. Dit laat zien hoe flexibel en veelzijdig het bouwsysteem kan zijn. Het systeem biedt de architect dan ook veel ontwerpvrijheid. De binnenkant wordt gevormd door de constructieve basis van de houten module met de stalen knoop. Aan de buitenkant zijn de gevels flexibel aan te passen met bijvoorbeeld schuine gevels, een terugspringende zijgevel, of uitkragende balkons. Dit maakt de HoutKern Bouwmethode geschikt voor zowel binnenstedelijke bouw als voor bouw in landelijk gebied.
De draagconstructie van de bouwmethode, met kolommen zonder dragende wanden, zorgt voor flexibel indeelbare plattegronden met aanpasbare modules. Zo zijn smalle appartementen mogelijk, maar ook grote, brede appartementen. Door die flexibiliteit kunnen ook verschillende voorzieningen ingepast worden in het gebouw. Transformatie van gebouwen naar andere functies is eenvoudig te realiseren doordat er geen dragende wanden in de constructie zijn. Dit verlengt de levensduur van het gebouw. De bouwmethodiek is bovendien geschikt voor tijdelijke bebouwing zoals huisvesting van arbeidsmigranten, tijdelijke uitbouw van ziekenhuizen of andersoortige huisvesting.
Het gebouw is volledig demontabel en herbruikbaar en bestaat voor 95 procent uit natuurlijke materialen met een minimale milieu-impact. De CO2– en stikstofuitstoot zijn daarbij met wel 80 procent teruggedrongen. Daarnaast zorgt het gebruik van natuurlijke materialen voor een gezonde leefomgeving en een positief effect op de gezondheid. Hiermee is The Natural Pavilion een biobased gebouw mét de hoogst haalbare circulariteitsprestatie op dit moment.
Volledig in BIM
Het paviljoen is volledig in BIM ontworpen. Tegelijkertijd is een parametrische Milieu-Impact Monitor gekoppeld aan het ontwerp in BIM. Hiervoor is de zogenoemde HoutKern Materialen Identificatie Methode ontwikkeld. Deze methode wordt gebruikt om de geselecteerde materialen te toetsen op maximale circulaire en duurzame waarden. Hierdoor is het voor de architect direct inzichtelijk wat de impact is van het materiaal dat wordt toegepast.
De ingenieurs van het paviljoen hebben de strikt noodzakelijke materiaalhoeveelheden berekend die nodig zijn voor het gebouw en de constructie. Daarnaast is, mede dankzij het parametrisch ontwerpmodel, een gebouw gerealiseerd dat na demontage ook in andere vormen kan worden teruggeplaatst.
Energiebesparing
Doordat de houten modules kant-en-klaar worden geleverd vanuit de fabriek, wordt de bouwtijd sterk verkort. Dit betekent een verminderde inzet van zware machines op de bouwplaats en dus een flinke besparing op brandstofverbruik. Daarnaast scheelt dit kosten in huur en gebruik van deze machines.
Er is kritisch gekeken naar de benodigde installaties tijdens het gebruik van het paviljoen op de Floriade. Er is een zogenoemd binnen-buitenklimaat gecreëerd. Met zo weinig mogelijk technologie worden natuurlijke processen ingezet om het binnenklimaat te reguleren. Een voorbeeld hiervan is de koppeling van natuurlijk opgewekte energie met de klimaatinstallatie. Door deze koppeling kan het gebouw op een natuurlijke wijze verwarmd en/of gekoeld worden, waardoor een verwarming- en/of koelinstallatie overbodig is. En de energie die nog wel nodig is, wordt opgewekt door zonnepanelen op het dak. Deze zijn omringd door een groen dak, waardoor de zonnepanelen een verbeterd rendement hebben.
Houten palen
Wat verder opvalt is de fundering. Vaak zet je een gebouw neer op palen die een hoge milieu-impact hebben omdat ze van beton zijn. Omdat het gebouw door de houten constructie relatief licht van gewicht is, is een houten fundering aangebracht. Overigens worden de houten palen niet hergebruikt. Ze blijven in de grond zitten en dat is volgens de bouwers een prima manier om CO2 op te slaan. De waterbuffering in het gebouw loopt op een natuurlijke manier via een wadi. Dat is een soort lege vijver met begroeiing waar regenwater in kan worden opgeslagen, dat op een natuurlijke manier wordt opgenomen door de begroeiing en de bodem. Daarnaast wordt regenwater op het dak tijdelijk opgevangen, waardoor het vertraagd wegstroomt.
Gezond binnen- en buitenklimaat
Veel biobased bouwmaterialen kunnen een positieve bijdrage leveren aan het binnenklimaat tijdens de gebruiksfase. Zo hebben biobased materialen de eigenschap vocht op te nemen. Het positieve effect hiervan is dat de luchtvochtigheid op een natuurlijke manier gereguleerd wordt. Een ander effect van toepassing van dergelijke materialen is dat ze volgens veel mensen vriendelijk ogen. Die eigenschap geeft een bepaalde sfeer aan de ruimtes in een gebouw en kan daarmee een positief effect hebben op de hoeveelheid stress die gebruikers ervaren.
Droge verbindingen
Om de modules van het gebouw te kunnen demonteren na de eerste levenscyclus is enkel gebruikgemaakt van droge verbindingen. Deze verbindingen maken demontage eenvoudig, zonder dat materialen en modules kwaliteit verliezen zoals zou gebeuren bij verlijming of metselwerk. Daarnaast moeten tijdens de gebruiksfase slijtagegevoelige onderdelen vervangen kunnen worden. Daarom zijn de houten modules zo in elkaar gezet dat ze reparabel zijn. Dit vereiste eveneens losmaakbare, droge, verbindingen.
Dit artikel is gepubliceerd in Aannemer 2022-04.
Discussie zien we graag op Aannemervak, maar wel met respect voor elkaar. Wij vragen daarom om onder volledige naam te reageren. Lees onze andere regels voor discussie hier. Met het plaatsen van een reactie verklaart u zich akkoord met deze regels.