Campus Canopy

Een elegante en transparante overkapping, uitgevoerd in gelamineerd gelijmd hout, glas en staal, overdekt een weelderig groene, verzonken tuin. Concaaf ontmoet convex: welkom bij The Campus Canopy. Deze unieke constructie, ontworpen door Benjamin Thomas van MOLA Architecture, verrijst op het terrein van The Campus, Cherrywood, Dublin. Een ogenschijnlijk eenvoudig ontwerp: drie V-vormige kolommen dragen een gebogen houten grid dat is bekleed met glas. Maar er is meer dan het oog kan zien: zonder een flinke dosis creativiteit, samenwerking en technisch vernuft zou deze overkapping hier niet staan.

Na de voorontwerpfase van de architect werd Octatube uitgenodigd voor de pre-engineering. Dit is ons eerste gridshell project waarin hout constructief wordt toegepast. Middels een reeks design workshops met de klant kwamen we tot de kern: hoe krijgen we dit gebouwd – waarbij we dicht bij de ontwerpintentie blijven en het technisch haalbaar is?  

Aan onze constructeurs de taak om deze complexe geometrie te optimaliseren en zo de vorm van de houten gridshell te definiëren. Criteria werden vastgesteld waarmee elke optie werd beoordeeld (bijv. blootstelling aan het weer, verbindingen en productie). De resultaten werden gedocumenteerd in een matrix om zo de beste optie te kunnen kiezen. Hout is een prachtig materiaal om mee te werken, maar het brengt materiaal-specifieke uitdagingen met zich mee – vooral wanneer het constructief wordt ingezet.

De randbalk: een spel van verborgen verbindingen

De houttypologie van de Campus Canopy bestaat uit drie balken: de randbalk, de primaire balk en de secundaire balk. De slanke randbalk loopt rondom de overkapping en is enkelvoudig gebogen, behalve op de hoeken: daar is de balk dubbel gebogen. Hij verandert rondom licht van vorm en heeft verschillende hellingen (voor onderhoud). Vanuit constructief oogpunt was deze balk een bijzondere uitdaging, omdat hout niet goed bestand is tegen torsie. Grote stalen verbindingen dragen de krachten over tussen de randbalkelementen.

Zelfs van dichtbij zijn deze staalverbindingen niet zichtbaar. We zijn erin geslaagd om deze te verbergen met behulp van een stalen inzetstuk, waardoor de beweeglijkheid van het ontwerp benadrukt wordt. Hetzelfde is bereikt met de primaire balken (de balken die van voor naar achter lopen). Alle primaire balken zijn verschillend en veranderen van vorm en kromming. De verbindingen met de randbalk zijn echter vloeiend.

Koud buigen op een natuurlijk materiaal

In de mock-upfase hebben we heel wat getest. Dit was met name leerzaam voor de getordeerde panelen die ter plaatse koud zouden worden gebogen. Een hele uitdaging gezien de dubbele kromming van de constructie. Enkel gebogen panelen zijn relatief makkelijk om mee te werken, maar panelen die aan vier zijden gebogen zijn, vormen een extra uitdaging. Aanvullende iteratieve berekeningen waren daarom noodzakelijk om de resulterende lokale spanningen onder controle te houden.

Omdat de luifel beloopbaar moet zijn voor onderhoud, was de combinatie van koud buigen en puntbelasting van cruciaal belang. Idealiter wordt dun glas gebruikt voor koud buigen, terwijl dikker glas wenselijk is voor de puntbelasting. Het was een zoektocht naar de juiste balans.

Maatwerkoplossingen voor onderhoud

Hoe onderhoud je een dak met zo’n sterke helling? Om die uitdaging aan te gaan, waren maatwerkoplossingen nodig. We hebben valbeugels in het dak verwerkt, die met lange schroeven werden bevestigd. Een uitdaging op zich, want hoe breng je rechte schroeven aan in een gekromde balk? De oplossing werd gevonden in beugels met een uitsparing in de balken. Naast valbeveiliging hebben we ook ‘rope access’ ingebouwd, waarmee getraind personeel middels touwtechnieken veilig het onderhoud kan uitvoeren.

Stijve kolommen vs. ademende overkapping

Als de temperatuur verandert, en het hout uitzet, kan het glas iets bewegen op zijn profielen – het dak kan ademen. Deze beweging wordt opgevangen in de kolommen, die worden geproduceerd, vervoerd en gemonteerd als enkelvoudige V-vorige stukken. Het komt aan op de details en hoewel deze robuuste kolommen misschien anders doen vermoeden, is het echt precisiewerk. De bevestiging in de fundering, de afstand tussen de fundering en het dak, de afstand tussen de elementen van de kolom: het is een minutieus samenspel. Als alles niet perfect samenkomt, zou de constructie niet functioneren. Gezien de grote lassamenstellingen van deze kolommen, en het feit dat lassen warmte (en dus vervormingen) veroorzaakt, is het een waar huzarenstukje hoe alles uiteindelijk bij elkaar is gekomen.

Partners in dit project: MOLA Architecture, Cleary Doyle Construction Lt, Scollard Doyle Construction Consultants & Billings Design Associates