De perfecte pasvorm voor een hightech glazen koepel

Bij binnenkomst in de imposante glazen koepel van het AFAS Experience Centre is het moeilijk om niet onder de indruk te zijn. Met een diameter van 42 meter en een hoogte van meer dan 24 meter overspant deze majestueuze structuur een theater met plaats voor maximaal 850 personen. De ruimte tussen de theaterzaal en de glazen koepel biedt plaats aan een foyer met een capaciteit van meer dan 625 personen. Inclusief de twee verdiepingen rondom het theater bedraagt de totale capaciteit meer dan 1.000 personen.

Engineering en realisatie

Octatube werd door Just Architects en opdrachtgever AFAS Software ingeschakeld om het glazen koepeldak te engineeren en te bouwen, met horizontale lijnen en driehoekige glaspanelen. We namen de volledige technische uitwerking van het ontwerp op zich. Dit vormde een intrigerende constructieve uitdaging.

1.000 glaspanelen netjes verdeeld

De belangrijkste vraag tijdens de ontwerpfase was hoe we een structuur konden creëren waarin de glaspanelen gelijkmatig over de koepel verdeeld zijn, zonder storende afwijkingen in het patroon. We zijn gestart met de grootste mogelijke vorm: een driehoekig glaspaneel van 3,2 meter aan de basis van de koepel. De panelen worden geleidelijk kleiner richting de top van de koepel. In totaal bestaat de dome uit 11 horizontale ringen. Om te voorkomen dat de driehoekige glaspanelen te scherp en daardoor veel moeilijker te produceren werden, gaat het aantal gebruikte glaspanelen tussen ring 9 en 10 per ring van 48 naar 24. De stalen ringen zijn onderling verbonden met buizen die het patroon van de glaspanelen volgen, wat resulteert in een staalconstructie met een regelmatig driehoeksverband.

Technische specificaties van glaspanelen

De koepel is bedekt met meer dan 1.000 glaspanelen, bdie van binnen naar buiten zijn opgebouwd met 2x8 mm gelamineerd glas, een 16 mm dikke argon gevulde spouw en ongeveer 10 mm dik enkel veiligheidsglas. De eerste ring bevindt zich deels onder het wateroppervlak dat de koepel omringt. Het glas in deze onderste ring heeft een geperforeerde blauwe zeefdruk om reflecties van het water te verminderen. Vanaf de zevende ring is het glas voorzien van een dichte zeefdruk in dezelfde blauwe kleur. Deze print dient als zonwering. Aan de binnenkant zijn deze glaspanelen bekleed met akoestische panelen.

Perfecte pasvorm van buizen en speciaal ontworpen knooppunten

De koepel is opgebouwd uit holle stalen buizen die de verdeling van de glaspanelen volgen. Hierdoor onstaat een staalconstructie met een regelmatig patroon van driehoeken. De buizen zijn met elkaar verbonden door fraai ontworpen knooppunten. Elke knoop verbindt zes buizen. In het midden van elk knooppunt bevindt zich een korte, loodrechte buis waarin een draaibare lichtspot is geïntegreerd. Hierdoor is de koepel 's avonds een opvallende verschijning. Alle bekabeling en besturing zijn weggewerkt in de buizen.

Precisie en kwaliteitscontrole

Om zeker te zijn van een perfecte pasvorm, zijn mock-ups gemaakt, tests uitgevoerd en monsters van het staalsnijwerk laten maken. Omdat correcties veel tijd zouden kosten, is extra aandacht besteed aan de nauwkeurigheid.

Het sluiten van de koepel

Het plaatsen van de laatste ring van 3 bij 3 meter aan de top van de koepel was een spannend moment. Deze ring, inclusief zes buizen, werd als één geheel geplaatst. Omdat de koepel pas structureel stabiel is als hij volledig gesloten is, was het cruciaal dat dit element perfect paste — en dat deed het gelukkig ook.

Goede voorbereiding is de sleutel

We hebben ervoor gekozen om geen grote prefab frames te gebruiken, maar juist te werken met losse buizen en knooppunten die we ter plekke aan elkaar hebben gemonteerd. Waar grote elementen gepland moeten worden omdat meerdere mensen en een grote kraan nodig zijn, zijn relatief kleinere elementen makkelijker te hanteren. We hebben de volledige montage van de gigantische stalen buisconstructie met slechts drie personen kunnen doen: ééntje bediende de kraan terwijl de andere twee de stalen buizen monteerden. Onze monteurs hebben de koepel als een soort iglo opgebouwd, in 5 dagen per ring.

Kleine donkerblauwe voetjes

Architectonisch essentieel was de visuele ontkoppeling van de glazen schil van de stalen constructie. Daarom hebben we gietijzeren, donkerblauwe, gepoedercoate voetjes ontworpen om de glaspanelen aan de staalstructuur te bevestigen. Deze voetjes zorgen ervoor dat de glazen schil losjes over de staalstructuur gevouwen lijkt.

Tussen de glaspanelen was een ruimte van 24 mm nodig om de glaspanelen blind op de blauwe steunen te bevestigen. De afdichtingsrubbers en de spacers van het glas zijn uitgevoerd in dezelfde kleur als de voetjes . De voetjes lopen over in het afdichtingsrubber. Omdat alles dezelfde kleur heeft, verdwijnen de voetjes uit zicht. Ook van buitenaf is de verbinding niet zichtbaar. Hierdoor is een visueel strakke koepel ontstaan.

Naast de steunen hebben we ook de afdichtingspakkingen op maat gemaakt voor een optimale sluiting van de glaspanelen.

Uitdagende hap uit de koepel

Hoewel de koepel van buitenaf volledig bolvormig lijkt, is er bij de theatertoren een stuk af gesneden. Dit zorgde voor een grote constructieve uitdaging. Een bol is van nature een sterk constructief principe. Door er een hap uit te nemen, verliest de constructie drastisch aan stijfheid. De koepel mocht echter niet trekken of duwen tegen de naastliggende theatertoren. Daarom hebben we rondom de aansluiting op de theatertoren een randbalk ontworpen van 500 mm in doorsnede. Deze voert de krachten van de koepel af naar de vloer. De randbalk - en daarmee de rest van de koepel - is structureel losgekoppeld van de theatertoren. De 1 meter brede dilatatie die bij de aansluiting is ontstaan, hebben we opgevuld met een geïsoleerde zinken gootconstructie. 

Bolschanieren als oplegpunten

De koepel is echt wel met drie oplegpunten aan de theatertoren gekoppeld. Normaal is de constructie sterk genoeg om zichzelf overeind te houden, maar dit punt van de constructie zou theoretisch bedekt kunnen worden met veel sneeuw. De steunpunten zijn noodzakelijk en zorgen voor een verticale krachtsoverdracht. Daarom is ook de wanddikte van de staalconstructie rond de randbalk vergroot, van 6 naar 12 mm.

De drie steunpunten zijn uitgevoerd als bolscharnieren. De twee buitenste kunnen horizontaal vrij bewegen. Het middelste steunpunt daarentegen is horizontaal in het vlak van de toren geklemd. Het vormt het nulpunt van de constructie: het is het vaste punt waaruit de koepel kan vervormen door belasting, thermische uitzetting en krimp.

Ook de bevestigingspunten van de staalconstructie op de vloer kunnen horizontaal bewegen. Om schade door de uitzettingskrachten op de vloer te voorkomen, is de koepel structureel losgekoppeld van de vloer. Een uitzondering vormt de grote randbalk, die stevig aan de vloer is verankerd en samen met het middelste steunpunt een vast raamwerk voor de koepel vormt. 

Referentie architect Steef van der Veldt:

"Allereerst wil ik mijn complimenten maken voor de prettige en vakkundige samenwerking met de mensen van Octatube. Het klinkt misschien logisch, maar zij begrijpen wt je als ontwerper bedoelt en hoe je iets technisch en esthetisch op een verantwoorde manier oplost. Daarbij noem ik bijvoorbeeld de akoestische roosterplafonds binnen in de nok en de zo slank mogelijk uitgevoerde staalconstructie met knooppunten, waarin verlichting kon worden opgenomen. De beleving binnen is daarmee aangenaam en bijzonder aantrekkelijk geworden. Van buiten gezien is het ook echt een glazen ‘bol’ waarbij de dichte bovenkant – we noemende het ’t keppeltje- niet te onderscheiden valt. Al met al een topprestatie, waarbij het eindresultaat volledig beantwoordt aan onze verwachtingen.”