Issuu on Google+

1

D E TA A L VA N S TA A L Op verscheidene momenten in de recente geschiedenis van het bouwen heeft het materiaal staal de taal van de architectuur in belangrijke mate verrijkt. De ontwikkeling van het bouwen in ijzer en staal brengt zo een groot aantal monumenten van de tijdgeest voort. Met name in situaties waar nieuwe technieken op inspirerende en anticiperende wijze worden toegepast geven die monumenten inzicht in de ontwikkeling van het technisch concept. Het ‘verlichte’ materiaal stimuleert een zelfstandiger ontwerphouding, los van conventies en tradities. De aard van de bouwopdrachten en de signatuur van actuele bedrijvigheden die om een toegesneden behuizing vragen (denk aan de opkomst van industrie, grootkapitaal, werkplaatsen, fabrieken en pakhuizen) bepalen mede de veranderende gedaante van de ‘zelfkant’ van de architectuur. Een nieuwe taal dient zich aan.

1 . 1 • O R I Ë N TAT I E IJzeren voorwerpen zijn bekend vanaf ongeveer 2500 jaar voor onze jaartelling. De toepassing van ijzer is aanvankelijk beperkt door de moeizame ontwikkeling in de ontginning, verwerking en bewerking van het ijzererts. Rond 1200 voor onze jaartelling verandert dit. Al snel worden de eigenschappen van het nieuwe materiaal benut. Spreekwoordelijk is de kracht van het onoverwinnelijke stalen zwaard en het incasseringsvermogen van het harnas. ‘Accuraat’, ‘snel’ en ‘duurzaam’ zijn de bijzondere kwaliteiten die worden toegekend aan de eerste ijzeren gebruiksvoorwerpen. De vervaardiging van smeedwerk voor gereedschappen en wapens is een zwaar bevochten strijd met blaasbalg en aambeeld. Smeden is de verzamelnaam voor technieken om het basismateriaal vorm te geven. Het materiaal is tijdens de bewerking plastisch (vervormbaar) dankzij een hoge temperatuur en kan door krachtinwerking met de hand of mechanisch worden bewerkt. Eerst: vuur, aambeeld, hamer. Later: oven, matrijs, druk.

>>

Bouwen met ijzer

Tot 1800 is de bouw voornamelijk aangewezen op natuurlijke materialen (steen, hout) waarvan de mens de eigenschappen en maximale afmetingen niet kan beïnvloeden. Kolommen ondersteunen, lateien strekken zich over openingen en voor grotere overspanningen worden bogen samengesteld. Het dragende materiaal is zwaar en log. Bouwwerken zijn gestapelde constructies waarin het evenwicht dankzij de grote massa en enkele puntsgewijze verankeringen is gewaarborgd. De klassieke ordening bepaalt het beeld en over mechanica en materiaaleigenschappen is nog weinig bekend. De klassieke bouwwijze, en haar taal, is aan de basis van de eerste bouwdelen die met de nieuwe productiewijzen in ijzer worden vervaardigd. Het nieuwe materiaal wordt in eerste instantie vertaald in gangbare vormen. ‘Basement, schacht en kapiteel’ (‘begin, midden en beëindiging’) als ordening van de stenen zuil vinden we terug in de eerste gegoten exemplaren (afb. 1.1). Deze gietijzeren kolommen ogen als hun stenen voorgangers, maar doen, gelet op hun slankheid, karikaturaal aan.

13


Al spoedig wordt de eigenheid van ijzer uitgebuit in uitgesproken ontwerpen, die een andere vormtaal spreken. Een belangrijke stap voorwaarts in de vervaardiging van ijzer is het gebruik van met kolen gestookte ovens die zijn ontwikkeld door Abraham Darby I (1677-1717). Daarvoor werd ijzer geproduceerd met behulp van houtskool wat grootschalige ontbossing tot gevolg had. Aanvankelijk vindt het plotseling in overvloed geproduceerde ijzer voornamelijk aftrek in wapentuig. Maar als de Amerikaanse onafhankelijkheid dreigt, zoekt Darby’s gelijknamige kleinzoon naar alternatieve afzetmogelijkheden. Hij neemt het initiatief tot de bouw van de eerste gietijzeren brug (afb. 1.2). Deze Iron Bridge kondigt een nieuwe periode aan. Een boodschap die voor de goede verstaander ook nu nog weerklinkt temidden van de vroeg-industriële ‘potteries’, werkplaatsen, gereedschappen, werktuigen en machines. In de stilte die nu in het gebied rond Ironbridge en Coalbrookdale heerst voel je nog steeds de storm die toen opstak. De overspanning van de Iron Bridge bedraagt nauwelijks 30 m. De details met zwaluwstaartverbindingen zijn ontleend aan het gebruikelijke timmerwerk, maar de onderdelen zijn van geprefabriceerd gietijzer die op een harmonieuze wijze zijn verbonden tot een klassieke boogconstructie. De Iron Bridge illustreert ook de omwenteling van smeedijzer naar gietijzer. Herhaalbaarheid is ook nu nog een kenmerk van gietijzeren producten. Daar staat tegenover dat tussen toen en nu voor de nadelige eigenschappen van gietijzer soms weinig begrip was. De brosheid leidt in latere projecten nu en dan tot breuk. Smeedwerk keert in de 19e eeuw daarom regelmatig terug voor veeleisende constructies waarin op trek of buiging belaste onderdelen voorkomen.

1.1 Concertgebouw, Amsterdam (1888) van architect Adolf Leonard van Gendt. Gietijzeren kolommen als replica’s van klassieke zuilen.

1.2 Iron Bridge over de Severn bij Ironbridge, Engeland (1779) van architect Thomas Farnolls Pritchard. De eerste gietijzeren brug ter wereld.

>>

Lichter en onbrandbaar

In Engelse fabrieken worden de eerste experimenten uitgevoerd met constructiedelen in gietijzer. Dat gaat haast als vanzelf, omdat bedrijven behoefte hadden aan een lichter, efficiënter materiaal dat grotere overspanningen mogelijk maakt én onbrandbaar is. Dat laatste aspect vormt een belangrijk argument voor de niet-aflatende energie die in de ontwikkeling van het ijzer in bouwkundige constructies wordt gestoken. Fabrieken en openbare gebouwen met houten vloeren en kappen worden regelmatig in de as gelegd. De Parijse schouwburgbranden waarbij veel slachtoffers vallen, zijn de aanleiding ijzer toe te passen in nieuw te bouwen theaters zoals het Théâtre du Palais Royal (afb. 1.3). De analogie in constructievormen met houtconstructies is duidelijk, maar de voortekenen van de nieuwe mogelijkheden met ijzer zijn onmiskenbaar aanwezig.

14

1.3 Théâtre du Palais Royal, Parijs, Frankrijk (1786) van architect Victor Louis. Als reactie op theaterbranden wordt hier voor het eerst een smeedijzeren dakconstructie toegepast. De kap met een overspanning van 15 m is constructief hybride: een boog met horizontale trekbanden afgeschoord naar het metselwerk. Let op het ingehangen plafond; daglichttoetreding via de dakopbouw.


1.4 Ontwikkeling van de gietijzeren draagconstructie in vier stadia: eerst nog houten balken met stenen vloeren en gietijzeren kolommen, vervolgens de eerste gérende ligger (Bage) en dan de eerste profielen van Boulton en Watt voor de Salford Mill (1800) en van Strutt voor de Belper Mill (1804).

>>

Gegoten ijzeren onderdelen

De Engelse pioniers zoeken naarstig naar bouwmethoden die op een doeltreffende wijze gebruik maken van gietijzer. In Shrewsbury giet men aan het eind van de 18e eeuw de eerste gietijzeren liggers. De techniek wordt snel ingezet voor de productie van holle gietijzeren kolommen, die als verkleinde en vervormde replica’s van de klassieke zuilen worden opgenomen in de catalogi van producenten (afb. 1.3). In deze sfeer van zoeken en experimenteren ontstaat ook het profiel dat een werkelijk nieuwe tijd inluidt: het I-profiel, twee flenzen en een lijf van beperkte dikte met gunstige constructieve eigenschappen. Tredgold en Fairbairn publiceren tabellen voor de berekening van skeletconstructies in gietijzer. William Strutt (1756-1830) gebruikt in 1792 voor een pakhuis in Derby liggers met gewelfde bakstenen vloeren. Vóór die tijd wordt de traditionele constructie van houten balken voorzien van stenen onderdelen met een dragende en brandbeschermende functie. Strutt vervangt de traditionele houten vloer door bakstenen vloeren. En hij verruilt de houten kolommen voor de eerste exemplaren van gietijzer (afb. 1.4). De laatste stap in de ontwikkeling van deze bouwwijze zet Charles Bage die de houten ligger vervangt door een gietijzeren equivalent. Deze ligger volgt nauwgezet de vorm van de houten ligger en de stenen elementen die door Strutt zijn toegevoegd. Deze techniek wordt voor het eerst toegepast bij de Flax Spinning Mill in Shrewsbury (afb. 1.5). 1.5 Flax Spinning Mill, Shrewsbury, Engeland (1797) van Charles Bage. Eerste verdiepinggebouw met een ijzeren constructie; afgeleid van de principes van Strutt; liggers met gérende onderzijden voor de oplegging van gewelfde vloeren; kleine overspanningen (3 m); bijzondere kruisvormige kolomeinden; voorloper van gegoten kolommen met uitkragende einden, zoals in het Palm House in Kew Gardens, Londen.

15


Dit gebouw is 54 m lang en 12 m breed. De 275 mm hoge liggers overspannen 3 m tussen de kruisvormige koppen van de kolommen. De vloeren overspannen in de andere richting 3,2 m door een zeeg (opbolling van een constructie ter vergroting van de draagkracht) van 325 mm. De buitenwanden bestaan uit traditioneel dragend metselwerk, dat tevens dient voor de stabiliteit van het bouwwerk.

>>

Nieuwe producten, nieuwe eigenschappen

Voor het eerst kunnen constructieve onderdelen worden vervaardigd die zijn toegesneden op de prestatie die zij moeten leveren. Tot die tijd onthullen bouwkundige constructies weinig over de optredende krachtwerking. Kolommen en lateien uit steen zijn in beginsel overgedimensioneerd. Houten constructies kunnen als geheel elegant zijn, maar zijn dat zelden op detailniveau, tenzij er veel materiaal is verspaand (dus verspild). Gietijzer introduceert nieuwe perspectieven voor bouwproducten ten aanzien van: • Vormvrijheid. De vorm wordt niet gedicteerd door de afmeting en eigenschappen van een gewonnen of toegeleverd halfproduct, zoals een boomstam of een blok steen uit een groeve. Het materiaal wordt gevormd in de mal (matrijs) en kan nauwkeurig worden gedoseerd. • Repeteerbaarheid. Gieten maakt serieproductie van identieke elementen mogelijk. De inspanning voor de matrijs is éénmalig. De mogelijkheden van repetitie vormen de inleiding tot de industriële productie. • Nauwkeurigheid. De productie van toegeleverde bouwelementen moet zijn afgestemd op de gehanteerde maatvoering en tolerantie. De ijzeren producten worden in de gieterij geprefabriceerd en op de bouwplaats gemonteerd. Hiermee wordt de bouwplaats meer dan voorheen gescheiden van de productieplaats. • Markt. Gietijzeren producten kunnen op voorraad worden geproduceerd en hebben voorspelbare eigenschappen met betrekking tot afmeting, draagkracht, tolerantie en prijs. Hierdoor zijn ze uitermate geschikt voor een, voor de bouw onbekend, stimulerend medium: de catalogus. In plaats van het wachten op een marktvraag, biedt het bouwproduct zich aan. • Eigenschappen. Gietijzer is een relatief licht, efficiënt, niet-brandbaar materiaal dat zich eenvoudig in vorm laat brengen. Het materiaal is evenwel bros en niet bestand tegen hoge trekkrachten. Hoewel het niet brandt, ontdekt men vrij snel dat het gedrag van gietijzer bij brand ongunstig is.

1.6 Royal Albert Bridge over de Tamar bij Plymouth, Engeland (1859) van constructeur Isambard Kingdom Brunel. Spoorbrug met lensliggers uit smeedijzer.

16


1.7 Spoorbrug over de Firth of Forth bij Edinburgh, Schotland (1889) van de constructeurs John Fowler en Benjamin Baker. De eerste grote constructie waarin staal de rol van giet- of smeedijzer overneemt. Een simpel schema, een prachtig spel van staven.

1.2 • THEORIE EN PRAKTIJK

1.9 Eiffeltoren, Parijs, Frankrijk (1889) van constructeur Gustave Eiffel.

In de 19e eeuw heerst een opmerkelijk onderscheid tussen de praktische en de theoretische benadering van het nieuwe materiaal. In Engeland wordt geëxperimenteerd, in Frankrijk wordt de theorie ontwikkeld. De Engelsen zou je kunnen omschrijven als ‘selfmade’ pioniers die door proeven en praktijkervaring hun kennis uitbreiden. Deze ‘engineers’ tonen zich bekwaam in het ontwerpen van bruggen met ongekende overspanningen, zoals de Royal Albert Bridge (afb. 1.6) en later de spoorbrug over de Firth of Forth (1.7). De Franse ‘ingénieurs’ daarentegen komen voort uit de militaire aristocratie. Hun opleiding staat centraal in de ontwikkeling van met name de mechanica. De Engelsen werpen zich op het overspannen van waterwegen voor de aanleg van het snel uitdijende spoorwegnet. De Fransen tonen aan het eind van de eeuw het resultaat van hun opgebouwde theoretische kennis in kolossale bouwwerken voor tentoonstellingen. De immense Galerie des Machines (afb. 1.8) en natuurlijk de Eiffeltoren (afb. 1.9) zijn daarvan de bekendste voorbeelden.

1.8 Galerie des Machines, Parijs, Frankrijk (1889, gesloopt in 1910) van architect Charles Dutert en constructeur Victor Contamin. Een kolossaal driescharnierspant met een overspanning van 115 m stelt alle voorgaande overspanningen in gebouwen in de schaduw. De hoogte van de samengestelde profielen bedraagt 3,7 m (/30) en de breedte 0,9 m. De oplegscharnieren en de vormgeving van het tussenscharnier zijn een demonstratie van construeren.

17


Als herdenking van het verzet op de Bastille honderd jaar eerder wordt een 1000 voet (300 m) hoge toren gebouwd. Deze magische grens is in die tijd een wereldwijd verbreide obsessie voor constructeurs. Eiffel lost deze uitdaging op met een open toren waarop de wind minder vat krijgt. De constructie heeft een massa van 7000 ton; ter vergelijking: een 300 mm hoog schaalmodel weegt dan slechts 7 gram. Inmiddels verenigt de groep ‘300 kunstenaars’ zich tot actiegroep tegen de bouw. De negatieve geluiden verstommen echter na de opening: ‘brutaal, onbekommerd voor kritiek en applaus, verheven als hij is naar de sterren’.

>>

Engelse pionierskunst

De Engelse ingenieurs (‘engineer’ = machinebouwer) hebben doorgaans geen opleiding gehad in het ontwerpen en bouwen van bruggen, transportmiddelen en gebouwen. Het zijn inventieve knutselaars, ijzergieters, fabrikanten en zelfs tuinlieden. Door hun ideeën tot uitvoering te brengen ontpoppen ze zich als rasechte pioniers van de moderne bouwkunst. Extreme prestaties zijn te vinden in de bekende heroïsche technische concepten. Het zijn de ontwerpen die zijn gebaseerd op een niet eerder vertoond principe of op een buitensporig idee. Een dergelijk ontwerp stoelt op een beginsel dat na de eerste gelukte demonstratie wordt overgenomen door tal van navolgers. De ontwikkeling van een technisch concept – in de zin van ‘experimenteren op basis van veronderstellingen’ en geïnspireerd door nieuwe technische mogelijkheden (afb. 1.10) – is in die tijd een in alle bevolkingslagen verweven passie. De industrieel Strutt giet ijzeren balken, de graaf van Bridgewater ontwerpt rioleringsnetten voor de Engelse steden en de politieklerk Sidney G. Thomas bouwt een oven waarin fosforhoudende steenkool kan worden gestookt. Thomas Telford (1757-1834), steenhouwer van origine, wordt de eerste voorzitter van het in 1818 opgerichte Institution of Civil Engineers. Tijdens zijn baan als ‘surveyor of public works’ in Shrewsbury verricht hij een klein experiment met een ijzeren brug in Buildwas. Dit is de aanzet tot een periode waarin hij als erkend ingenieur de meest revolutionaire brugconcepten bedenkt en uitvoert.

1.10 Palm House, Kew Gardens, Londen, Engeland (1848) van architect Decimus Burton en constructeur Richard Turner. Prachtig voorbeeld van ‘glass house’ (in het Frans ‘fer et verre’) architectuur, waarbij de ranke constructie veel daglichttoetreding toelaat. Vroege bouwkundige toepassing van gewalste ijzeren I-profielen.

18

1.11 Crystal Palace, Londen, Engeland (1851, gedemonteerd en heropgebouwd in Hyde Park in 1852, door brand verwoest in 1936) van tuinarchitect Joseph Paxton. De referentie bij uitstek voor het moderne bouwen. De tuinman die zijn kassenbouwervaring omzet in een hypergefabriceerd bouwwerk waarin de stand van de techniek volledig is benut: de glasmaat, de giettechniek en de montagetechniek gaan hand in hand. Korte voorbereidingstijd, gebruikersvriendelijke indelingsmogelijkheden en hergebruik... het zijn termen die tegenwoordig nog steeds de boventoon voeren.


Joseph Paxton (1803-1865), een tuinman die kassen bouwt, verbijstert in 1851 de wereld met een onvoorstelbaar technisch concept voor de Wereldtentoonstelling in Londen. Hij wordt met zijn indrukwekkende Crystal Palace (124 x 563 m) een profeet van de moderne technische architectuur. ‘High technology’ avant la lettre (afb. 1.11). Zeven hectaren worden in zes maanden (assemblagetijd slechts vier maanden) overbouwd met een modulair skelet van 24 voet in het vierkant. De constructie bestaat uit 3.300 gietijzeren kolommen en 2.224 liggers, omhuld door een glazen huid op basis van de toen geldende maximale glasmaat (1,2 m). Na de tentoonstelling wordt het Crystal Palace gedemonteerd en in 1852 in Hyde Park opnieuw opgetrokken. In 1936 is het helaas in vlammen opgegaan. Crystal Palace is de apotheose van Engelse ingenieurskunst, gebaseerd op het zo typisch Britse samengaan van inventieve praktijk en toegepaste theorie. Paxton profiteert van de ontwikkelingen die tot stand zijn gekomen als antwoord op een groeiende vraag naar grote overspanningen uit de jaren veertig van de 19e eeuw. IJzeren tralie- of vakwerkliggers, samengesteld uit zowel gietijzeren als uit smeedijzeren staven die respectievelijk belast werden op druk en op trek, zijn eerder ontwikkeld door onder meer Robert Stephenson (1803-1857) in het Euston Station (zie afb. 1.15). Paxton bezoekt per trein, net voor zijn eerste Palace-schets, een ander werk van Stephenson: de nieuwe Britannia Tubular Bridge (zie afb. 1.17). Paxton is zeer onder de indruk en noteert er verscheidene details. 1.12 Korenbeurs, Groningen (1865) van architect J.G. van Beusekom. Achter de Neo-classicistische voorbouw gaat een opmerkelijke dakconstructie schuil met gietijzeren Polonceau-spanten.

>>

Franse nauwgezetheid

Hoewel afkomst en status verschillen van die van de Engelse ingenieur, verstaat ook zijn Franse evenknie de ontwikkeling van een technisch concept. De Franse ingenieur is een militair van origine, een man met aanzien en diploma’s (‘Ingénieurs de Genie Militaire’), een kenner van militaire werktuigen, met een brede wetenschappelijke vorming. De Franse ingenieur is minder kleurrijk en minder avontuurlijk dan de Britse ingenieur, maar met pioniers als Navier (mechanica), Polonceau (constructie) en Eiffel (productie) wordt de grondslag voor de theoretische onderbouwing van de experimenten gelegd. Het spanttype dat Camille Polonceau (1813-1857) in 1836 ontwikkelt op basis van theoretische modellen wordt over de gehele wereld toegepast. Uitgaande van een driescharnierconstructie bestaan de beide spanthelften uit een onderspannen deel met een drukstaaf en een trekband. Een trekstang zorgt voor de opvang van spatkrachten. In vergelijking met de concurrerende spanten en voorlopers blijkt het materiaalgebruik aanzienlijk te zijn gereduceerd (afb. 1.12).

19


1.13 Inmos Center, Cardiff, Wales (1982) van architect Richard Rogers en constructeur Anthony Hunt. Vanuit een middenschip (‘spine’) worden op twee plaatsen spanten ondersteund waaraan het dak is bevestigd. De infrastructuur wordt verdeeld over de werkruimtes vanuit units die in de spine hangen. Op deze wijze is men er in geslaagd de werkruimten schoon te houden: een belangrijke eis bij de fabricage van computerchips is een stofarme ruimte. Het concept is op tal van plaatsen door anderen gekopieerd. De stroming die zich kenmerkt door getuide constructies wordt aangeduid als ‘high technology’: de constructie wordt als een mechanicavraagstuk uitgebeeld.

De betekenis van het Polonceau-spant is in de moderne architectuur geheel geactualiseerd. De gesmede ijzeren trekstaven zijn vervangen door hoogwaardig stalen staven of kabels, maar ook in de moderne onderspannen constructie kan men het principe gemakkelijk herkennen. Het voordeel van Polonceau-constructies is dat bij ongelijke overspanningen, de hoofdelementen in dimensie en detaillering gelijk kunnen blijven. Immers de werking van de constructie kan worden geregeld met toegevoegde onderdelen die in hoogte en tegenwoordig ook in (voor)spanning kunnen worden gevarieerd. Deze geëxpliciteerde constructies leveren een belangrijke bijdrage aan het aanzien van de technische architectuur in de jaren zeventig en tachtig van de vorige eeuw (afb. 1.13). Nederlandse voorbeelden daarvan zijn te vinden in het werk van Zwarts & Jansma, Cepezed, Jan Brouwer en Benthem Crouwel.

>>

Scheiding der geesten

Tegen het einde van de 19e eeuw, de tijd van grote prestigieuze projecten, tekent zich langzamerhand de definitieve scheiding af tussen de ingenieur en de architect. De meeste architecten verschuilen zich in het ontwerpen achter bekende materialen die van oudsher het beroep hebben geschraagd. In sommige projecten waarin de functie vraagt om een lichte draagconstructie met een grote overspanning, zoals bij spoorwegstations (vergelijk Amsterdam, Haarlem, Groningen), ontstaat een klassiek geworden splitsing in een formeel traditioneel gebouwd ‘voorhuis’ en een in ijzer opgetrokken ‘achterhuis’ (afb. 1.14). Ook in de opleiding komt deze tweespalt tot uiting. De Franse École des Beaux Arts en de École Polytechnique zijn de broedplaatsen voor respectievelijk de architecten en de ingenieurs. In Nederland kan men de splitsing van een afdeling Bouwkunde (1895) van de afdeling Weg- en Waterbouwkunde aan de Technische Hogeschool Delft zien in het licht van de verzelfstandiging van de architect-ingenieur naast de ingenieur-constructeur.

1 . 3 • D E TA A L VA N D E T I J D In de eerste ijzerconstructies vinden we de kolom, de latei en de ligger in de meest klassieke configuratie (ordes) terug. De reden was, dat de status van het uiteindelijke product niet mocht worden aangetast. Aan het nieuwe materiaal kleven echter niet de nadelen van de conventionele materialen. Het verlaten van de traditionele ordes leidt tot een uitbreiding van de mogelijkheden, bij gelijke of zelfs geringere inspanning.

20

1.14 Centraal Station, Amsterdam (1889) van architecten Pieter Cuypers en Adolf Leonard van Gendt en constructeur L.J. Eymer. De scheiding der geesten: het representatieve gedeelte voor de architecten, de overspanning voor de ingenieurs.


>>

Ontmantelen en ontrafelen

De ontmanteling van de massieve steenachtige constructiedelen vindt geleidelijk plaats. De eerste ijzeren skeletten zijn directe vertalingen van houten vakwerkconstructies. De onderdelen van een ijzerskelet kunnen zo worden verbonden dat het materiaal zijn prestatie levert op de meest geëigende plaats in de constructie. Sterker nog dan bij hout laat ijzer zich voegen naar het krachtenverloop in de constructie. Steeds verfijndere profielen en bevestigingsmiddelen worden geproduceerd en gemonteerd, zodat met de vergroting van de theoretische kennis en de beproevingen in de talloze experimenten met recht mag worden gesproken van een markante omwenteling in het bouwen. Voor het eerst zijn de technische prestaties van de elementaire functies te voorspellen en te berekenen. Daardoor kan het materiaal dat benodigd is voor de uitvoering van het bouwwerk worden bepaald en beperkt. De traditionele overmaat en ook de traditionele maatbepaling hebben afgedaan. De bescherming van de kennis, de overlevering via de gilden, de status van het ambacht en het ego van de vakman worden bedreigd. Het moet een onvoorstelbare ervaring geweest zijn voor de traditionele architecten en behoudende ingenieurs om de resultaten van deze inspanningen om hen heen te zien verrijzen. Holle kolommen en balken ‘die zijn ontdaan van hun omtrek’ kunnen op een totaal andere wijze worden geïntegreerd in het bouwwerk. Het hemelwater kan via de kolommen worden afgevoerd en verwarming door stoom kan in de constructie worden geïntegreerd. Omgekeerd kan later de stalen constructie worden gevuld met water als bescherming tegen brand. Integratie van functies dankzij de vorm van het product. Kolommen die meer kunnen dan uitsluitend dragen, liggers die niet langer laten zien dat ze overspannen en muren die niet meer hoeven doen dan het ene deel van het andere scheiden. De betekenis van de onderdelen verandert; het breiwerk, het samenspel in de constructie, wordt ingewikkelder.

1.4

1.15 Euston Square Station, Londen, Engeland (1837) van de constructeurs Charles Fox en Robert Stephenson. Eerste overspanningsconstructie waarin warmgewalste strippen en T-profielen zijn toegepast; zuivere scharnieren (‘pinned’); trekstaven met draad en moeren. Het eerste voorbeeld van een ‘kit of parts, a family of joints’, zoals de constructeur Anthony Hunt later zou verwijzen naar zijn elementen en knopen in het Inmos Center (afb. 1.13).

• ARCHITECTUUR EN PRODUCTIE

De overgang van giet- en smeedijzeren onderdelen naar warmgewalste profielen, die in beginsel eindeloos kunnen worden geproduceerd, vormt een belangrijk moment in de ontwikkeling van een andere bouwwijze. Hoewel dat moment niet nauwkeurig kan worden vastgesteld, wordt aangenomen dat in Frankrijk tussen 1800 en 1820 de eerste profielen zijn gewalst voor de scheepsbouw. De doorsnede van de dragende (giet)ijzeren constructie wordt telkens aangepast aan nieuwe inzichten in de theoretische achtergronden van de mechanica. In 1830 veronderstelt Hodgkinson (1789-1874) dat een uitgekiende verhouding tussen een bovenflens (druk) en een onderflens (trek) het dragend vermogen aanzienlijk vergroot. Vooral de verbreding van de onderflens levert een positieve bijdrage, omdat gietijzer slechts kleine trekkrachten kan opnemen. Het I-profiel met de brede onderflens en de afgeronde bovenflens, dat tegenwoordig nog steeds wordt toegepast (rails), krijgt uiteindelijk in 1831 zijn beslag (R.L. Stevens in New Jersey, Verenigde Staten). De spanten in het Euston Station (1835) zijn als een van de eerste uit gewalste onderdelen opgebouwd en vormen de voorloper van meer architectonische toepassingen (afb. 1.15). Op druk belaste constructieve elementen worden gegoten, omdat dat een relatief goedkoop procédé is; op trek belaste onderdelen worden gesmeed of gewalst wat arbeidsintensiever en dus kostbaarder is. Polonceau verkondigt al in 1840 dat alle onderdelen die in constructies worden toegepast moeten worden gerangschikt naar sterkte, zodat de

21


afmetingen kunnen worden geminimaliseerd en de knooppunten kunnen worden vereenvoudigd. In Frankrijk wordt in 1848 het eerste I-profiel gewalst uit een blok ijzer. De investeringen worden mogelijk dankzij een order die door C.F. Zorès wordt geplaatst. Hij voorziet grote toepassingsmogelijkheden voor I-profielen in bouwwerken. Tegen 1863 zijn de technische mogelijkheden zodanig uitgebreid dat profielen met een hoogte van 900 mm en een breedte van 300 mm in een lengte van 12 m worden gewalst. Ook de productie van dikke platen is aanmerkelijk verbeterd. Daarbij moet worden aangetekend, dat vooral de stapsgewijze vervolmaking van het staalbereidingsproces de leidraad voor de technische innovaties vormt. Deze ontwikkeling zet zich door in samenhang met de verbetering van de vervaardigingstechnieken. Zo ontstaan in 1885, na verschillende versies van samengestelde profielen, de eerste warmgewalste profielen met aflopende, ‘schuine’ flenzen en later de in onze tijd nog steeds toegepaste warmgewalste IPE- en HE-profielen met ‘rechte’ flenzen.

>>

Kracht en vorm

Een belangrijke ontwikkeling is het onderzoek van William Fairbairn. Hij komt in 1839 tot de conclusie dat het I-profiel het ‘sterkste en meest geschikte dragende element voor scheepsvloeren’ is. Tegelijkertijd doet ook Duleau, een Franse ingenieur die verbonden is aan de École Polytechnique, op theoretische gronden eenzelfde uitspraak. In die tijd worden ontdekkingen niet aan de grote klok gehangen. Men leeft in eigen geïsoleerde wereldjes die niet worden verbonden door een net van publiciteit en communicatie. Pas in 1854 publiceert Fairbairn (1789-1874) The application of wrought and cast iron to building.

Er wordt geëxperimenteerd met verschillende soorten ijzer en met samengestelde profielen om de optimale doorsnede voor overspanningsconstructies te bepalen. Een voorbeeld hiervan is de brug over de Menai Strait door Stephenson en Fairbairn, de Britannia Tubular Bridge uit 1849 met een overspanning van 140 m (afb. 1.16). De brug bestaat uit een rechthoekige lange smalle koker die, door de samenwerking tussen de verschillende onderdelen, werkt als een zelfdragende constructie. De doorsnede wordt mede bepaald door de afmetingen van de treinstellen die van de brug gebruik maken. Oorspronkelijk zouden de steunpunten vanaf hun hoogste punt met tuien in de vorm van kettingen de ‘boxgirder’constructie ontlasten. Fairbairn bericht uitvoerder Stephenson echter dat deze tuien achterwege kunnen blijven ‘indien de dimensies en de bevestigingen zorgvuldig worden bepaald en uitgevoerd”. De oprijzende pijlers die de brug als wachttorens begeleiden staan nu enigszins grotesk en doelloos boven de ranke constructie, maar zoals Fairbairn het beschrijft, ‘ze staan er ter opluistering bij het monument dat de schepping en de inspanning toont van de eeuw waarin het tot stand kwam’.

22

1.16 Britannia Tubular Bridge over de Menai Strait, Wales (1850) van de constructeurs Robert Stephenson en William Fairbairn.


>>

Skelet en frame

Een van de duidelijkste veranderingen ten opzichte van de voorgaande bouwtechnologie is de mogelijkheid om onderdelen stijf te verbinden. De gevolgen hiervan zijn bepalend gebleken voor de moderne architectuur. Muren worden beschouwd als scheidingen in plaats van als vloer- en dakdragende constructieve onderdelen. De scheiding (wand) kan worden opgevat als een scherm of vlies tussen binnen- en buitenklimaat; als een subconstructie tussen de dragende onderdelen. De dragende onderdelen kunnen worden weggewerkt in een opgebouwde wandconstructie waarin de diverse functies door verschillende elementen en producten kunnen worden vervuld. De gevelsluiting, de vliesgevel, de prefab gevel, de zelfdragende gevel, de afbouwtechniek en de beplating of ‘cladding’ doen hun intrede. De gevolgen gaan verder dan men uit de taal zou kunnen opmaken. De ambachten in de bouw worden steeds verder opgesplitst in gespecialiseerde beroepen. Nieuwe bedrijven spelen in op een vraag die niet eerder bestond: invullen en afwerken (afbouwen).

>>

1. geklonken samengestelde kolom 2. bepleisterde terra cotta ommanteling 3. vloerelemeneten van gebakken klei 4. stucplafond 5. stalen vloerligger 6. ingestorte houten latten 7. betonnen afwerkvloer 8. houten vloer

1.17 Fair Building, Chicago, Verenigde Staten (1891) van architect William Le Baron Jenney. Het klassieke voorbeeld van het stalen skelet, met eronder de opbouw van de tegen brand beschermde geklonken staalconstructies

De eerste wolkenkrabbers

In de grote steden in Amerika ontstaan de eerste hoge gebouwen die als een skelet uit kolommen en liggers worden opgericht en met een onafhankelijke gevelconstructie worden dichtgezet. Voorbeelden zijn het zeven verdiepingen tellende Harper Building in New York (1854) en het tien verdiepingen hoge Jayne Building uit 1852 in Philadelphia. Deze preludes tot hoogbouw zijn als hybride constructies uitgevoerd, in dit geval gietijzeren kolommen en gemetselde gevels met houten lateien. Pas wanneer de onderdelen van de constructie hecht tot een eenheid zijn geklonken spreekt men van een frame. De constructie werkt dan als een kooi waarin de krachten via knooppunten door de staven worden geleid. Stabiliteitsvoorzieningen zoals schoren en windverbanden vormen een onlosmakelijk onderdeel van de structuur. De scheidende delen in het bouwwerk zoals de wanden, de vloeren en de daken worden later ingevuld. De bakermat van hoogbouw in ijzer en staal ligt in Chicago (afb. 1.17). Deze stad maakt tussen 1870 tot 1890 een geweldige groei door. Walsbedrijven zien mogelijkheden op de hoogbouwmarkt, doordat hun halfproducten het gehele krachtenspel van het bouwwerk kan dirigeren. De architecten aarzelen niet en passen de nieuwe constructiewijze zonder veel schroom toe. De expanderende vraag laat de ontwerper nauwelijks ruimte om vroegere architectonische principes te exploreren met de nieuwe bouwwijze als uitgangspunt. De onderdelen worden simpelweg ingekocht en toegepast en daarmee leggen de producenten impliciet de nieuwe maatstaven op. De gevels worden vervolgens braaf ingevuld met gemetselde penanten die de kolommen verbergen. De begane grond en de bovenste verdieping worden als begin en beëindiging van de gevelwand afwijkend uitgevoerd van de tussenliggende stapel identieke lagen. Deze ontwikkeling is typisch voor de snel groeiende Amerikaanse stad. Met name in Chicago zijn de omstandigheden voor het nieuwe concept gunstig: • Een brand in 1871 verwoest de stad grondig. • De lift doet zijn intrede (de eerste praktische toepassing in 1857 door Otis) en maakt gebouwen met meer dan zes verdiepingen mogelijk. • Handel en industrie floreren en men vraagt om opvallende en spraakmakende kantoren. • Grondprijzen vliegen omhoog. • De bevolking neemt in evenredigheid met de bedrijvigheid toe. De naam ‘cloudscraper’, later opgewaardeerd tot ‘skyscraper’, en de eerste ideeën over zeer hoge gebouwen worden toegeschreven aan het werk van Buffington (1880), een

23


volgeling van Viollet-Le-Duc. Buffington ontwerpt ijzeren frames voor bouwwerken tot honderd verdiepingen die hij in 1888 laat patenteren.

>>

Steel-framed buildings

De architect William Le Baron Jenney (1832-1907) studeert werktuigbouwkunde in Parijs aan de École Centrale des Arts et Manufactures. De tijd van Labrouste en Paxton moet voor Jenney een inspirerende periode zijn geweest. Terug in Amerika wordt hij een centrale figuur in de carrières van Sullivan en Burnham die enige tijd aan zijn bureau zijn verbonden. De plannen van de eerste ‘high risers’ worden als een eenvoudige vraagstelling van ingenieurskunst gepresenteerd. ‘Een brug op zijn kant’, zo stelt hij eenvoudigweg en voorziet zijn in te dienen plannen van door bruggenbouwers gemaakte berekeningen. In 1879 ontwerpt Jenney het, inmiddels gesloopte, First Leiter Building. De constructie is nog steeds hybride in de traditie van die tijd: gietijzeren kolommen, houten balken, gemetselde penanten met gietijzeren gevelkolommen. Het karakteristieke pand introduceert de ‘Chicago window’: een pui die als sparing tussen de vloeren en kolommen wordt ingevuld en vanaf dat moment het aangezicht van de Amerikaanse hoogbouw bepaalt. De bouw van het Home Insurance Building markeert in 1885 de overgang van ijzer naar staal in de constructie. De overgang vind plaats tijdens de bouw van de zesde verdieping. De staalfabrikant Carnegie-Phipps Steel Company wil zijn gewalste stalen profielen zo snel mogelijk in de praktijk toepassen. Het Second Leiter Building dat Le Baron Jenney ontwerpt in 1890 wordt algemeen beschouwd als het hoogtepunt van de architectuur van het frame: de bekleding in de gevel bedekt uitsluitend de staalconstructie en geheel in lijn met de opvattingen worden de onder- en bovenrand van de gevel architectonisch uitgelicht. Deze ‘Chicago construction’ legt de basis voor de volgende eeuw waarin Sullivan, Wright, Gropius, Mies van der Rohe en vele anderen het frame tot vanzelfsprekendheid maken. Louis Sullivan (1856-1924) brengt de moed op om, tegen de commerciële motieven in, de betekenis van de nieuwe bouwwijze en de gebouwvorm als type te bewaken en verder te ontwikkelen (afb. 1.18). Zijn plannen worden consequent opgedeeld in drie zones. De begane grond wordt ingericht als winkelruimte en bevat de entreepartijen voor de bovenbouw, de kantoorlagen volgen in gelijke lagen en de toplaag wordt aangebracht als een afsluitende muts (attica) voor de technische installatie. Daarmee heeft Sullivan keurig de klassieke, heilige drie-eenheid ‘begin, midden en beëindiging’ bevestigd, in navolging van de ‘onderbouw, front en timpaan’ in de tempelbouw of van de ‘piëdestal, schacht en kapiteel’ in de klassieke kolomorde.

>>

Schaalvergroting

De ‘Chicago construction’ wordt de nieuwe bouwwijze. Funderingen, verbindingen met klinknagels, windverbanden: zij vormen met de kolommen en liggers het bouwsysteem dat aan het eind van de 19e eeuw vanuit Chicago het Noord-Amerikaanse continent verovert. Na de eeuwwisseling klimmen de frames steeds verder omhoog. In New York zijn het Woolworth Building met vijfenvijftig verdiepingen in 1913 (afb. 1.19) en de Empire State Building (Shreve, Lamb & Harmon) uit 1931 met honderdtwee verdiepingen de bekende voorlopers van het World Trade Center (Minoru Yamasaki, 1972, 417 m), tot de terroristische aanslag van 11 september 2001, het hoogste gebouw van de stad.

24

1.18 Carson Pirie Scott and Company Store, Chicago, Verenigde Staten (1899) van architect Louis Sullivan. De verticale gevelindeling toont de klassieke driedeling in ‘begin, midden en beëindiging’, zonder dat Sullivan gebruik maakt van een historiserende bouwstijl.

1.19 Woolworth Building, New York, Verenigde Staten (1913) van architect Cass Gilbert. De eerste gotische wolkenkrabber; de vijfenvijftig lagen worden bekroond met een heuse spits. Gilbert omschrijft de wolkenkrabber als ‘a machine that makes the land pay.’


1.20 Lever House, New York, Verenigde Staten (1952) van architect Gordon Bunshaft (Skidmore, Owings & Merrill).

>> 1.21 Sears Tower, Chicago, Verenigde Staten (1974) van Skidmore, Owings & Merrill. Met 442 m het (voorlopig) hoogste gebouw met een staalskelet. Het grootste gedeelte van de hedendaagse superhoogbouw heeft een hybride constructie waarin staal en beton worden gecombineerd.

Gevelafwerking

De afwerking blijft aanvankelijk achter bij de constructie. Nog steeds worden de gevels gevuld met ramen en een steenachtige vulling ter plekke van de kolommen en de vloeren. In 1921 demonstreert Ludwig Mies van der Rohe (1886-1969) in zijn ontwerpen voor hoge gebouwen de mogelijkheid om de draagconstructie te draperen met glazen gevels die als een vlies de scheiding tussen binnen en buiten bewerkstelligen. Deze vliesgevels of ‘curtain walls’ worden vooral na de Tweede Wereldoorlog populair. De gevel wordt opgebouwd uit stijlen en regels met glazen en dichte panelen, ofwel uit een structuur met zelfdragende elementen met een sparing voor een daglichtopening. Het Lever House (afb. 1.20) is een schoolvoorbeeld van de vliesgevel. Deze vliesgevels dragen bij tot een aanzienlijke gewichtsreductie van het bouwwerk. Later worden de gevels zelfs gebruikt voor stabiliteitsvoorzieningen over de volledige hoogte. De karakteristieke verbanden in de gevels van het John Hancock Center in Chicago (1968) maken de toren samen met de stijve vloeren en verbeterde verbindingen tussen de kolommen en de vloeren tot een stijve gevelbuis. Deze bouwwijze vindt zijn hoogtepunt in de Sears Tower (afb. 1.21).

1 . 5 • D E V O L G E N D E G E N E R AT I E Vanaf het begin van de twintigste eeuw worden de bouwkundige mogelijkheden van staal tot ontwikkeling gebracht. Onafhankelijk van elkaar verbeteren Bessemer (1813-1898) en Kelly (1811-1888) het bereidingsprocédé. De productie wordt ten opzichte van de vervaardiging van smeedijzer geweldig opgevoerd. In de halve productietijd giet men uit de Bessemer convertors twintig keer zoveel staal als daarvoor met gietijzer mogelijk is. Ook de bijdragen van Siemens (1823-1883) en Martin (1824-1915) leiden tot een versnelling van de technische ontwikkeling. Dankzij hun ‘open vuur-methode’ wordt het ijzer op een zeer hoge temperatuur in aanraking gebracht met een slak die de koolstof aan het ijzer onttrekt.

25


Het Siemens-Martinproces is na 1870 in tal van landen in gebruik. De methode raakt snel populair, omdat schroot kan worden toegevoegd zodat het proces kan worden beheerst en beĂŻnvloed. Na verloop van tijd wordt de randapparatuur in de walserijen aangepast op de mogelijkheden van de elektromotoren die de logge, met stoom aangedreven machines verdringen. Daardoor wordt in 1902 de eerste universele walserij mogelijk. De te walsen profielen kunnen voor het eerst gelijktijdig aan alle zijden van de doorsnede worden gevormd. In de ontwikkeling van het staal worden vervolgens nog enkele opmerkelijke stappen gezet. Met speciale legeringen kunnen de eigenschappen van staal worden beĂŻnvloed. De maximaal toelaatbare trekspanning wordt opgevoerd met de nieuwe staalsoorten. Ze worden onder meer voor het eerst gebruikt voor militaire bruggen in de Tweede Wereldoorlog. Vervolgens krijgen tal van constructies en bouwwerken hoogwaardig stalen onderdelen die met een veel kleinere doorsnede dezelfde prestatie leveren als de voorgangers een eeuw eerder. Deze ontwikkeling maakt steeds slankere constructies mogelijk, die vaak het krachtenspel duidelijk laten zien. Zeker wanneer de constructieve elementen niet zijn ingepakt en onbeschermd hun kracht in een nietige doorsnede tonen (afb. 1.22 en 1.23).

1.23 AEG-turbinefabriek, Berlijn, Duitsland (1910) van architect Peter Behrens. Hoewel het markante gebouw zijn stalen structuur niet nadrukkelijk exposeert, is het een prachtig voorbeeld van een driescharnierspant. De scharnieroplegging in de langsgevels is karakteristiek. Het gebouw blijkt een inspirerend voorbeeld voor een nieuwe generatie architecten die in het kantoor van Behrens hun carrière begonnen, zoals Gropius, Mies van der Rohe en Le Corbusier.

>>

Ver werking

Tussen de beide wereldoorlogen wordt het ferritisch staal op de markt gebracht. Deze staalsoort laat zich zonder temperatuurverhoging vervormen en hoeft niet te worden nagehard. Het geproduceerde plaatstaal wordt het halfproduct voor een volgende vernieuwingsgolf. Koudgewalste profielen en door rollen, buigen, zetten of persen vervormde platen zijn het resultaat. Deze profielen worden hoofdzakelijk toegepast als secundaire constructieve elementen en bij afbouwconstructies. Het plaatmateriaal leent zich ook voor kanalen en leidingen in de infrastructuur van grote bouwwerken, voor staalplaatvloeren en -daken en later voor staalplaat-betonvloeren. In dezelfde periode worden ook stalen buizen en kozijnen ontwikkeld en geproduceerd. Buisdoorsneden zijn goed bestand tegen knik vandaar dat ze worden toegepast in constructies belast op druk, zoals kolommen en als onderdelen van spanten en later in ruimte-

26

1.22 Beursgebouw, Amsterdam (1903) van architect Hendrik Berlage. Voorbeeld van een boogspant dat op elegante wijze ontspruit aan het metselwerk. De lichte constructie maakte daglichttoetreding mogelijk.


vakwerken (‘space frames’). In eerste instantie produceert men ronde buis, later ook rechthoekige en vierkante doorsneden. Deze kokerprofielen worden vervaardigd door een rond profiel met grote kracht door een rechthoekige matrijs te trekken. Ook stalen ramen worden op die manier vervaardigd. In bijvoorbeeld hoek- en H-profielen is dit procédé te herkennen doordat het materiaal plaatselijk dubbeldik in de doorsnede verschijnt.

>>

Bewerking

De bewerkings- en bevestingsmethoden van stalen onderdelen zijn in de loop van de tijd sterk veranderd. Gehard stalen gereedschappen maken nauwkeurige verspaning mogelijk en de ontwikkeling van lastechnieken vanaf ongeveer 1920 zorgt voor een samensmelting van de onderdelen zonder zichtbare verbindingsmiddellen. Booglassen en later autogeenlassen vormen naadloze overgangen. Snijtechnieken zoals snijbranden onder zuurstof worden in gelijk tempo ontwikkeld met lastechnieken. Zelfs dikke werkstukken kan men met deze techniek relatief eenvoudig bewerken. Dankzij deze vooruitgang worden de onderdelen in constructies afgestemd (‘tailored’) op de krachten die ze moeten verwerken. Lichtere, maar vooral ook visueel strakkere constructies zijn het gevolg nu de onderdelen door de samengestelde opbouw steeds minder hoeken en verborgen spleten hebben dan vroeger.

>>

1.24 Paviljoen voor de wereldtentoonstelling, Barcelona, Spanje (1929) van architect Ludwig Mies van der Rohe. Karakteristieke samengestelde kolommen met roestvast stalen bekleding, vrijstaande wanden als ruimtelijke schermen, glazen puien over volledige hoogte.

Bestendigheid

Corrosievast (‘roestvast’) staal wordt in 1912 bij toeval ontdekt doordat een mengsel wordt verontreinigd met chroom. In het begin kent dit metaal hoofdzakelijk sanitaire en medische toepassingen. Het wordt daarnaast als bekledingsmateriaal in gevelonderdelen met enige allure gebruikt. In het paviljoen vor de wereldtentoonstelling in Barcelona (afb. 1.24) heeft Mies van der Rohe de kolommen, die bestaan uit vier aan elkaar gemonteerde hoeklijnen, laten bekleden met een roestvast stalen ommanteling. De laatste tijd wordt corrosievast staal ook als gevelbekleding gebruikt in vrije vervormde platen en als buitenhuid van sandwichconstructies. Weervast staal (vaak aangeduid met de merknaam Cor-Ten staal) is een legering van staal met koper. Dit materiaal vormt een persistente roestbruine oxidelaag die het materiaal afsluit voor zuurstof, waardoor het oxidatieproces stopt. Tegen deze kleurstelling valt weinig te doen: je vind het mooi of niet. De detaillering moet zorgvuldig geschieden, om vervuiling door aflopend regenwater op andere gebouwonderdelen te voorkomen. Een prachtige toepassingen is bijvoorbeeld te zien in de Freie Universität in Berlijn (Candilis, Josic, Woods, 1964).

1 . 6 • E VA L U AT I E >>

De strijd is over

Er is tegenwoordig nauwelijks nog sprake van spectaculaire technische vooruitgang of van een onoverkomelijke vraag. Het hoogste gebouw en de grootste overspanning zijn relatieve begrippen geworden (afb. 1.25). Het bouwproces als organisatie kan met computers worden gestuurd en geoptimaliseerd. Modulaire coördinatie en capsulebouw zijn ontwikkeld. De grenzen lijken bereikt. Het is het tijdperk van de verwarring.

27


Het overwinnen van de technische beperkingen veroorzaakt beperkingen van een andere orde. Het milieu wordt bedreigd, de stijl is zoek, de schaal is loos. Maar onze tijd getuigt ook van aanpassing en verfijning. Het gereedschap, dat door de ontwerper wordt gehanteerd bij de ontwikkeling van het technisch concept, kan worden begrepen uit publicaties die het ontstaansproces illustreren. Het maakt niet zo veel uit of het gaat om Prouvé (afb. 1.26), Piano en Rogers (afb. 1.27), Nouvel of Grimshaw (afb. 1.28). Zij laten zien hoe het technisch concept gestalte krijgt doordat vanaf het prille begin wordt verwezen naar de constructieve structuur, het patroon en de maakbaarheid. De onderdelen worden onderzocht op vorm en productie als reflectie op de signatuur van het ontwerp. Het is een illustratie van creatief technisch ontwerpen waarin het totale gebouwde product wordt begrepen als een verzameling bouwproducten die elk voor zich in balans zijn met ‘le grand concept”. Daarmee wordt overigens niet gesuggereerd dat de techniek zelf op grote hoogte wordt gebracht.

1.25 London Eye, Londen, Engeland (2000) van de architecten Julia Barfield en David Marks.

1.26 Maison du Peuple, Clichy, Frankrijk (1939) van architect Jean Prouvé. Stalen lichtgewichtconstructie met opvallende luifel boven de eerste laag. Metalen wanden in staalplaat en hoge verticale glasstroken in de bovenbouw. Het interieur kon op ingenieuze wijze worden aangepast aan de ruimtelijke wensen door bewegende vloeren en wanden.

1.27 Centre Pompidou, Parijs, Frankrijk (1976) van de architecten Renzo Piano en Richard Rogers. Activiteiten- en expositiecentrum in het hart van Parijs. Opmerkelijke gegoten consoles worden op de kolommen in evenwicht gehouden door de oplegkrachten van de 40 m lange spanten en de afspanning in de gevel. De (watergevulde) kolommen worden zo niet op buiging belast. Daarnaast kent het gebouw een aan de gevel opgehangen circulatiegebied in de vorm van transparante buizen die de bezoekers naar de verschillende etages leiden. Door deze opzet blijven de vloeren volledig te gebruiken voor manifestaties. Om dezelfde reden is de infrastructuur buiten de vloeren gehouden. De felgekleurde buizen bepalen in belangrijke mate het gevelbeeld aan de straatzijde.

28


De technologische ontwikkeling volgt een pad dat zich maar zijdelings laat beïnvloeden door de ontwikkeling van de bouwtechniek. In die zin is een voorbeeld verraderlijk omdat de schijn kan worden gewekt dat bouwwerken met een helder technisch concept tevens zouden moeten worden gewaardeerd om het gehalte aan techniek. De opkomst van de digitale sturing bij gereedschappen heeft grote betekenis voor de bloei van de flexibele productie: de productiemiddelen kunnen per product worden geprogrammeerd. Het gevolg voor de bouwproductie is evident. De serie- en massaproductie van de bouwproducten, alsmede de maat- en plaatscoördinatie, die van oudsher het bouwen beïnvloeden, zou tot het verleden behoren. De vraag is of de bouw een dergelijke omwenteling aan kan. 1.28 Ludwig Erhard Haus, Berlijn, Duitsland (1998) van architect Nicolas Grimshaw. Communicatie- en ontmoetingscentrum van de Berlijnse Kamer van Koophandel. De begane grond is kolomvrij door de verdiepingvloeren op te hangen aan vijftien ellipsvormige stalen bogen.

>>

Over de strijd

De grote opgaven lijken in handen van projectontwikkeling en turnkey scenario’s. Het aantal variabelen wordt door de omvang van het object snel gereduceerd. Er is weinig ruimte voor omtrekkende speurtochten naar een inspirerend technisch concept. Juist in de kleine opgaven en de opgaven met een hoge herhalingsfactor wordt het technisch concept onderzocht op de invulling van de aspiraties. De terminal van het vliegveld bij Osaka (Renzo Piano) is 1700 m lang en is uitgevoerd als een cirkelfragment met een straal van 16 km om de eenheid in productie en maatvoering door het gehele complex heen te garanderen. Dergelijke projecten kunnen als een lichtend voorbeeld worden beschouwd voor ontwikkelingen en eventueel bouwproducten die later als aanbod op de markt verschijnen. Het is een verschijnsel dat zich in het recente verleden regelmatig heeft voorgedaan. De opgespannen glasconstructies, de glazen liften, individuele klimaatregeling, tuiconstructies, balustrades en zonneluifels, ze zijn na bezongen te zijn in de media uiteindelijk in de catalogus terecht gekomen.

29


Het is een bijzonder soort productontwikkeling, omdat het product niet uitsluitend als vervanging van het gebruikelijke dient, maar in uitwerking en na toepassing een vergaande invloed heeft op de productie en de kwaliteit van het gebouwproduct. De techniek lijkt in de zulke ontwikkelingen slechts een tijdelijk obstakel. Het gaat om het concept en de acceptatie. Het ziet er naar uit dat staal in de uitgekiende concepten weliswaar per eenheid gebouw minder in volume of gewicht aanwezig zal zijn, maar dat de bijzondere prestaties van het materiaal in de toekomst steeds subtieler en eleganter zullen worden gedemonstreerd (afb. 1.29).

L I T E R AT U U R Op het gebied van de geschiedenis van de bouwtechniek bestaat een grote hoeveelheid literatuur: van algemene werken en encyclopedische overzichten tot bibliografieën en boeken over de geschiedenis van specifieke gebouwen en kunstwerken. Hier een selectie om de lezer verder op weg te helpen.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

J. Baele en R. de Herdt, Vrij gedacht in ijzer, Gent 1983. R. Banham, Design by choice, London 1981. R. Bender, A crack in the rear-view mirror, New York 1973. R. Cragg, Civil engineering heritage. Wales and west central England, Londen 1997 (2e druk). A. Eggen en B. Sandaker, Steel, structure and architecture, Londen 1995. M. Gayle en C. Gayle, Cast iron architecture in America. The significance of James Bogardus, New York 1998. P. Gössel en G. Leuthäuser, Architectuur van de 20e eeuw, Keulen 1991. P. Guedes, Architecture and technological change, Londen 1979. N. Jackson, The modern steel house, Londen 1996. P. Jesberg, Die Geschichte der Ingenieurbaukunst, Stuttgart 1996. H. Klotz, Vision der Moderne, München 1986. E.A. Labrum, Civil engineering heritage. Eastern and central England, Londen 1994. B. Lemoine, L’architecture du fer. France XIXe siècle, Seyssel 1986. H. Loyrette, Gustave Eiffel, New York 1987. H.M.C.M. van Maarschalkerwaart, J. Oosterhoff en G.J. Arends, Vaste bruggen van ijzer en staal (Bruggen in Nederland 1800-1940, deel 1), Utrecht 1997. F. Newby (red.), The Engineers, Londen 1982. A. Ogg, Architecture in steel, z.pl. 1987. A. den Ouden, Een hoekstaal van de maatschappij. Construktiewerkplaatsen in Nederland. Van 1840 tot heden (1994), Eindhoven 1994. J. Oosterhoff, Constructies. Momenten uit de geschiedenis van het overspannen en ondersteunen, Delft 1980. J. Oosterhoff, G.J. Arends, C.H. van Eldik en G.G. Nieuwmeijer, Constructies van ijzer en beton. Gebouwen 1800-1940. Overzicht en typologie (Bouwtechniek in Nederland 1), Delft 1988. J. Oosterhoff, B.H. Coelman en W.A. de Wagt, Beweegbare bruggen (Bruggen in Nederland 1800-1940, deel 3), Utrecht 1999. A. Papadakis, Engineering & architecture (Profile 70), Londen 1987. A. Picon, L’art de l’ingénieur. Constructeur, entrepreneur, inventeur, Parijs 1997. L.T.C. Rolt, Isambard Kingdom Brunel. A biography, Londen 1957. L.T.C. Rolt, Thomas Telford, Londen 1958. C. Rowe, ‘The Chicago frame’, in: The Mathematics of the ideal villa and other essays, Cambridge Mass. 1976, p. 89-117. K. Schmiedel, Konstruktion und Gestalt. Eein Vierteljahrhundert Stahlbauarchitektur, Berlijn 1994. B. Russel, Building systems, industrialization and architecture, Londen 1981. P. Sulzer, Jean Prouvé. Œuvre complète/Complete works. Vol. 1. 1917-1933, Tübingen/Berliin 1995. P. Sulzer, Jean Prouvé. Œuvre complète/Complete works. Vol. 2. 1934-1944, Basel 2000. G.J. Vromans e.a., Naar een hogere technologie?, Eindhoven 1987. K. Wachsmann, Wendepunkt im Bauen, Wiesbaden 1959. D. Walker, The great engineers. The art of British engineers 1837-1987, Londen 1987. J.C. Westermann, Geschiedenis van de ijzer- en staalgieterij in Nederland, Utrecht 1948.

30

1.29 Cultuur- en congrescentrum, Luzern, Zwitserland (1998) van architect Jean Nouvel. Het verbod om pal aan de oevers van het Vierwoudstedenmeer te bouwen, leidde tot een messcherp 45 m uitkragend dak.


BB01