De opvallende en majestueuze glazen koepel van het AFAS Experience Center overdekt een theaterzaal en foyer. De koepel heeft een diameter van 42 meter en is ruim 24 meter hoog. De indrukwekkende bolvormige staalconstructie van perfect gesneden holle buizen en speciaal ontworpen knooppunten heeft een consistent patroon van driehoeken. De driehoeken volgen de lijnen van de glaspanelen die erbovenop liggen. Bovendien zijn de verbindingen van het glas en het staal van binnen en buiten uit het zicht weggewerkt. Hierdoor heeft de hele koepel een strakke uitstraling, zonder storende afwijkingen.
AFAS Dome
Leusden
Projectinformatie
Algemene projectomschrijving
Zodra je Leusden binnen rijdt, verschijnt het gelijk in beeld: de majestueuze glazen koepel van het AFAS theater. Dit theater is onderdeel van het nieuwe state-of-the-art complex van het Afas Experience Center dat bestaat uit verschillende gebouwen die met elkaar verbonden zijn en op een terrein staan van in totaal 62.000 m2.
De nieuwbouw van dit multifunctionele complex was een meerjarenproject van flinke omvang en op een schaal die je in Nederland niet vaak ziet. AFAS zelf noemt het hun clubhuis. Daarmee geven ze zelf ook aan dat het geen standaard kantoorgebouw is. Eind 2017 is de bouw gestart onder leiding van hoofdaannemer Dura Vermeer. Eind 2020 heeft AFAS het complex in gebruik genomen.
De glazen koepel staat over de theaterzaal heen. De theaterzaal biedt plaats aan ruim 850 mensen. In de ruimte tussen de theaterzaal en de glazen koepel bevindt zich de foyer. Het theater beschikt over een state-of-the art audiosysteem en is daarmee een van de meest geavanceerde theaters in Nederland. Om het binnenklimaat aangenaam te houden en ook de akoestiek te verbeteren is de theaterzaal aan de buitenkant bekleed met planten. De platen zorgen bovendien voor een aangename sfeer in de foyer.
Octatube heeft de koepel (technisch) ontworpen, gedetailleerd, geproduceerd en gemonteerd. Octatube verzorgt ook het onderhoud van de koepel.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De staalconstructie van de koepel is opgebouwd uit holle stalen buizen met een diameter van 178 mm die aan elkaar verbonden zijn met knooppunten. Ieder knooppunt verbindt zes buizen. Het midden van deze knoop bestaat uit een korte cirkelvormige buis (diameter 140 mm) met haaks op de omtrek zes gelaste verbindingstukken waarop de buizen aankomen.
In deze centrale buis is draaibare verlichting geïntegreerd die de foyer aanlicht. De bekabeling en aansturing hiervoor is volledig weggewerkt in de staalconstructie.
De knopen en buizen vormen een patroon die de glaspanelen volgen. Aan de basis van de constructie waar de glaspanelen het grootst zijn, zijn ook de driehoeken het grootst (3087 x 2781 mm (hxb)). Richting de top van de koepel worden de driehoeken (en glaspanelen) kleiner (2806 x 1045 mm (hxb)).
Een cirkelvormig sluitstuk met een diameter van 3 meter dicht de staalconstructie aan de top af. Dit sluitstuk is opgebouwd uit dezelfde ronde buizen als de rest van de koepel. Het heeft 24 connecties met de koepel die allemaal perfect moesten passen. Bovenin het sluitstuk zit een boulder waar de automatische glaswasrobot vanaf kan abseilen.
Hoewel de koepel een volledige bol lijkt, is er bij de aangrenzende theatertoren een hap uit genomen. Om de constructie van voldoende sterkte te voorzien, draagt een stalen randbuis met een diameter van 500 mm daar de krachten af.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
Uit variantstudies werd duidelijk dat een systeem met stalen buizen de beste constructieve vorm was voor de koepel. Uitgangspunt was dat de stalen buizen de glaslijnen zouden volgen. De praktische maximale glasmaat bepaalde daarom het startpunt van de geometrie studie. Vervolgens is de staalconstructie zo ontworpen dat deze met een zo gelijk mogelijke verdeling de omtrek van de koepel volgt. Hierdoor zijn zowel het staal als de glaspanelen netjes verdeeld over de koepel, zonder storende afwijkingen in het patroon.
In totaal bestaat de koepel uit elf horizontale ringen. De driehoekige glaspanelen worden richting de top van de koepel geleidelijk kleiner. Om te voorkomen dat de driehoeken te scherp en daardoor moeilijker te produceren werden, gaat de glasverdeling per ring tussen ring 9 en 10 van 48 naar 24. In totaal zitten er bijna 1000 glaspanelen in de koepel.
Essentieel in het ontwerp was de uitwerking van de knooppunten. Doel was om de knopen zo consistent mogelijk te maken voor een goede passing van de koepel en daarnaast om de lassen zo min mogelijk zichtbaar te laten zijn. Hiervoor hebben we diverse tests gedaan en mallen gemaakt voordat we tot een ontwerp kwamen waarin we alle knopen konden produceren. De buizen zijn heel precies afgesneden om perfect te passen met het knooppunt.
Architectonisch was een visuele ontkoppeling van de glazen schil en de stalen constructie van belang. Een doorlopend profiel of een gelaste bevestigingsplaat op de buis was dus geen optie. Hierdoor vielen standaard oplossingen voor de bevestiging van het glas aan het staal af. Speciaal voor dit project zijn gietstukken ontworpen. Deze zijn vormgegeven en tegelijkertijd constructief geoptimaliseerd voor dit project. De gegoten, donkerblauw gepoedercoate voetjes verbinden de glaspanelen aan de staalconstructie. De donkere spacers in het glas en afdichtingsrubber laten de voetjes vervolgens uit het zicht verdwijnen. Hierdoor lijkt het alsof de glazen schil los over de staalconstructie gevouwen is. Ook van buitenaf is de verbinding niet zichtbaar. Er is een visueel strakke koepel ontstaan.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
De koepel grenst aan de theatertoren en is daarom niet helemaal bolvorming: er is een hap uit. Hierdoor verliest het van nature sterke constructieve principe drastisch aan stijfheid. De koepel mocht echter niet trekken of duwen tegen de naastgelegen theatertoren. Daarom is een randbalk ontworpen die de krachten van de koepel afvoert naar de vloer. De rand bevat veel unieke onderdelen en aansluitingen die individueel zijn uitgewerkt. Daarbij gaat het niet alleen om de diameter van het staal, maar om alle specifieke krachten op de individuele aansluitingen.
De randbalk – en daarmee de rest van de koepel – is constructief losgekoppeld van de theatertoren en enkel met drie steunpunten met de toren verbonden. Omdat de koepel theoretisch bedekt kan zijn met veel sneeuw, waren deze steunpunten noodzakelijk. Deze zorgen voor de verticale krachtsoverdracht. Daarnaast is de wanddikte van de staalconstructie rond de randbalk lokaal verdikt, 12 in plaats van 6 mm.
De steunpunten zijn uitgevoerd als bolscharnieren om alle verschillende rotaties op te kunnen vangen. De twee buitenste steunpunten 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.
Om schade door de uitzettingskrachten op de vloer te voorkomen, is de koepel horizontaal constructief losgekoppeld van de fundering. Alle bevestigingspunten van de koepel op de vloer kunnen horizontaal bewegen. Met uitzondering van de grote randbalk. Deze is in de vloer verankerd en vormt met het middelste steunpunt een vast raamwerk.
Bijzondere aspecten uitvoering
Om de zes buizen van het grid nauwkeurig te laten aansluiten op een knooppunt was het belangrijk dat ze heel precies werden afgesneden. Een buis is echter nooit helemaal rond, maar altijd enigszins ovaal. Bovendien brengt het snijden extra warmte in de buis waardoor de buis kan vervormen. Hierdoor kunnen afwijkingen ontstaan die ervoor zorgen dat de buizen niet goed passen en moeilijk te lassen zijn. Het herstellen van de afwijkingen tijdens het lassen kost veel tijd. Daarom hebben we extra aandacht besteedt aan het snijden. We hebben een aantal tests uitgevoerd om de juiste instellingen van de snijmachine te bepalen, tot een tolerantie van maximaal 1 mm. De buizen zelf hebben een speling van 6mm aan beide kanten voor uitzetting en krimp. En het mooie van een koepel is dat deze aan alle kanten evenveel uitzet waardoor de constructie zichzelf nooit in de weg zit.
Voor het lassen van de knooppunten hebben we speciale mallen gemaakt om de afwijkingen per knooppunt te minimaliseren en een seriematige productie te kunnen realiseren van de 384 knooppunten.
Bijzonder is dat slechts drie monteurs samen de gigantische staalconstructie hebben opgebouwd in een tijdsbestek van vijf dagen per ring. Eén monteur bediende de hijskraan en hees de onderdelen op hun plek, terwijl de andere twee de stalen buizen monteerden. We hebben dan ook bewust gekozen om geen grote prefab frames te gebruiken maar juist te werken met losse buizen en knooppunten die we terplekke aan elkaar hebben gemonteerd. De montage is niet perse simpel, maar het concept is wel eenvoudig: er is veel repetitie. Kleinere elementen zijn bovendien relatief makkelijk te hanteren (in zowel de werkplaats van Octatube als on site) en vergen weinig planning (en daardoor minder tijd en moeite): het transport is eenvoudiger, de kraan is kleiner en er zijn minder mensen nodig.
Door een nauwkeurige prefabricage pasten alle onderdelen precies op elkaar. Maar een koepel werkt constructief pas goed als deze af is. Het inhijsen en monteren van het sluitende element in het dak van de koepel was spannend: er was immers een kans dat de koepel rondom het gat naar binnen was gaan leunen door het eigen gewicht - ondanks alle berekeningen, mock-ups en tests. Als dat het geval was geweest, dan hadden we het gat op een of andere manier naar buiten moeten zien te drukken. Gelukkig past het laatste sluitstuk precies.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
Geïntegreerd in elk knooppunt is een lichtpunt aangebracht dat individueel in alle richtingen gedraaid kan worden om de foyer aan te lichten. Er is ook een lampje naar buiten gericht dat in elke mogelijke kleur geschakeld kan worden. Hierdoor geeft de koepel in de avond prachtig licht naar buiten. De bedrading voor de verlichting zit volledig weggewerkt in de buizen zelf. Een installateur kan via een klep in elk aansluitpunt van de buizen wanneer nodig bij de bedrading. Dit klepje is tevens gebruikt als montageopening voor de bevestiging van de buizen aan het middenstuk en diende daardoor een dubbele functie. Het is niet zichtbaar, aan de buitenzijde van de knoop gepositioneerd.
Het resultaat is dat de volledige koepel geen zichtbare verbindingsstukken heeft en alle verlichting en installaties volledig geïntegreerd zijn in het ontwerp.
