Algemene projectomschrijving
Met een knal- en lichtshow is Forum Groningen op 29 november 2019 geopend voor publiek. Dé start van 24 uur Forum met veel optredens, workshops, films en events. En daarmee is het gebouw als concept geslaagd, namelijk: bezoekers trekken en een huiskamer voor de stad Groningen zijn.
Forum Groningen is een cultureel complex van 20.300 m² bestaande uit 11 bouwlagen met Museum Storyworld, museumruimten voor internationale reizende exposities en filmtheater, bibliotheekfunctie en diverse horeca. Ook is er een parkeergarage met vijf kelderlagen die uit 390 parkeerplaatsen en 1.250 fietsstalplaatsen bestaat (14.500 m²). In het gebouw wisselen gestapelde pleinen elkaar af en zijn via een logische routing aan elkaar gekoppeld via roltrappen. De pleinen zijn herkenbaar door de sleutelgatvorm die als een extrusie door de schuine gevels zijn gestanst.
Daarnaast is het Forum het eerste gebouw dat tijdens de bouw een seismische upgrade onderging.
NL Architects ontwierp Forum Groningen; een ambitieus, sculpturaal gebouw aan de oostzijde van de Grote Markt. De uiteinden van het pand hellen tegendraads over. Afgeschuinde vlakken verbeteren de lichtinval voor de omliggende bebouwing. Ze maken het gebouw ruimtelijk. Het glazen atrium biedt spectaculaire uitzichten. Gedurende het hele ontwerptraject is aandacht besteed aan duurzaamheid. Resultaat: het energieverbruik ligt de helft lager dan bij een referentiegebouw. Het Forum heeft als energielabel A++ en heeft daarnaast het label Green Key Gold.
De bewuste keuze voor een staalconstructie in het ontwerp, de nauwkeurige uitwerking in de engineering en de vaardigheid van de staalbewerkers laten zien dat juist het samenspel leidt tot kwaliteit en boven alles: trots en plezier.
Om deze ambitie, integraal en (aardbevings)veilig waar te maken, zijn constructieve, digitale en ambachtelijke topprestaties geleverd zowel qua ontwerpen, engineeren en bouwen.
Een icoon bouw je samen!
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
‘Je moet gereedschap gebruiken waar het voor gemaakt is’, is een wijsheid die ook bij Forum is toegepast. Staal is logischerwijze toegepast waar een lichte constructie nodig was, er een grote uitkraging was, stempeling moest worden voorkomen en lokaal hoge krachten moesten worden ingeleid en afgedragen. De kernen aan weerszijden van het gebouw zijn van beton, omdat tijdens het ontwerp bleek dat een stalen kern te veel vervormt.
De lichte staalconstructie en daarmee samenhangende droge bouwmethodiek dragen bij aan de duurzaamheid en circulariteit. Daarmee hebben we vanuit de constructie bijgedragen aan de duurzaamheidsambitie van het project; een gebouw opleveren met een energiereductie van 50% ten opzichte van een referentieproject.
Bij de hoofddraagconstructie is de ontwerpvrijheid, de aanpasbaarheid en het voorspelbare materiaalgedrag van staal maximaal benut. Voor een grote diversiteit aan belastingen, of het nu gaat om een bombastische film, een dansende menigte, een rustige kantoorplek of een aardbeving: staal vormt de basis van de hoofddraagconstructie.
Om een snelle, veilige en lichte bouwsystematiek te hebben, zijn er staalplaatbetonvloeren en stalen liggers toegepast als vloer. Deze worden gedragen door stalen vakwerken die vanuit robuustheid altijd op 2 stalen kolommen rusten en maximaal 11 meter uitkragen.
De stabiliteit van de volumes wordt verzorgd door de stabiliteitsverbanden in de vloer. Hierdoor ontstaat een snelle, veilige montage en zijn tijdelijke voorzieningen tot een minimum beperkt gebleven.
Om zoveel mogelijk vrijheid van uitzicht in het restaurant te bewerkstelligen, is de bovenste laag (verdieping 10) uitgevoerd als een eenvoudige optopping. Eén laag eronder is de techniekruimte waar daglicht geen eis is. Deze ruimte draagt het gewicht als een brug opgebouwd uit stalen Vierendeelliggers en vakwerken en overspant 26 meter.
Een ruime entree en ruime parkeerplekken zijn in de parkeergarage gerealiseerd door overgangen in staal te maken tussen het gewenste regelmatige stramien in de parkeergarage en het onregelmatige stramien van de bovenbouw. Deze overgangen variëren van V-kolommen tot HD-liggers in vloeren.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
Er zijn 3 basisconcepten leidraad geweest voor het Forum:
- Het gebouw is een aaneenschakeling van gestapelde pleinen
- De gebouwvorm is ontstaan uit afsnijding en extrusie van vormen
- De seismische veiligheid moet geborgd zijn
De conceptgedachte van gestapelde pleinen is dat ze ruimte scheppen. Om optimaal aan deze beleving bij te dragen, is zorgvuldig naar de posities van de kolommen gekeken. De kolommen zijn alternerend neergezet, zodat ze niet als ‘wand’ worden ervaren. Dit betekent dat de kolommen meanderend hun weg naar beneden volgen.
De gevel is vlak, kent messcherpe hoeken en bestaat uit zowel natuursteen als glas. Hierdoor liggen het natuursteen en het glas in één vlak en lopen de materialen naadloos in elkaar over. Bijzonder is de wijze waarop de schuine gevel is afgestemd op het gedrag van het staal en vice versa. In ontwerp, engineering, productie en montage is hier veel aandacht aan besteed.
Het getuigt van moed om als gemeente, ondanks dat het geen wettelijke eis is én de bouw al 2 jaar onderweg is, je te herbezinnen ten aanzien van de aardbevingsveiligheid om op deze manier zorg te dragen dat het Forum veilig is voor de Stadjers en haar bezoekers. De constructie en uitvoering zijn herzien op basis van een grondversnelling van 0,24g (NPR9998:februari 2015).
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
De alternerende kolommen op de pleinen zijn mogelijk gemaakt door de ruimtelijke mogelijkheden van staal. Via de diagonalen in de vakwerken in de dichte volumes tussen de pleinen, kan de kracht van de ene kolompositie naar de andere worden overgedragen. Dit gebeurt via inwendig evenwicht in het vakwerk, zodat er geen permanente aandrijvende krachten ontstaan. Bij de overgang van het vakwerk naar de betonkern is de diagonaal in het laatste vak weggelaten, zodat het verschil in vervorming en zetting van de betonkern en de staalconstructie niet tot aandrijvende krachten leidt.
Door te sturen op vervorming was een vlakke gevel mogelijk, waarbij de hoge stijfheid van staal als kwaliteit is ingezet. Met tijdelijke schuivende verbindingen is de geëiste eind tolerantie gerealiseerd. De hoge sterkte en aanpassingsvrijheid van staal maakten het mogelijk om compacte vloerpakketten te maken en details aan het zicht te onttrekken. De constructie is daardoor bijna onzichtbaar geworden. Een voorbeeld zijn de zuiver scharnierende kolommen, waarbij een ronde schijf bovenop de drager is gemaakt (‘hockeypuck’) en exact in de ronde sponning van het aansluitende element valt.
Ten behoeve van de seismische upgrade is tijdens de bouwpauze van februari tot december 2015 zorgvuldig gekeken naar hergebruik, aanpassen en vervangen van profielen en details. Doordat een staalconstructie licht, sterk en aanpasbaar is, is het gunstig ten aanzien van aardbevingen. Er is goed te sturen op de capaciteit van staal vanwege de eenduidige materiaaleigenschappen: sterkte én ductiliteit. Hierdoor was het mogelijk om een eenduidige veiligheidsfilosofie te volgen en waren slechts lokaal aanpassingen nodig. Intensieve dynamische analyses resulteerden in minder dan 15% extra staal, terwijl de belastingen van een aardbeving zelfs meer dan 15 keer groter kunnen zijn.
Bijzondere aspecten uitvoering
Aandacht voor maatvoering is bij een schuin gebouw met messcherpe detaillering de sleutel tot succes.
Onderdelen sluiten onder diverse hoeken aan en assen verdraaien in het snijvlak van de gevel. Ondersteuning vanuit het 3D tekenmodel is ingezet in de productie van de 141.000 onderdelen. Het maatvoeren vroeg vaak meer aandacht dan het lassen zelf. Op de snijvlakken van gevels wijzigt de hoek van het profiel. Binnen de toleranties van de detaillering is nagedacht over de aansluitingen en zijn de kopplaten tussen aansluitende liggers zo gemaakt dat de eindpunten van de liggers uitkomen op de hoeken van de kopplaat.
De binnenstedelijke locatie vraagt om een doordacht logistiek plan, zowel qua vervoer als montage. Om te bepalen of de ontworpen elementen binnen de toegestane transportafmetingen passen, hoe deze geladen moesten worden en hoe ze te hijsen zijn, zijn alle spanten en samenstellingen in een 3D model met een oplegger geplaatst. De tijd en energie van engineering betaalt zich terug in het resultaat. Een brug die naadloos past op 45 meter hoogte zonder kierende verbindingen.
Veiligheid op de bouw bij een aardbeving is beschouwd op het gebied van materiaal, materieel en bovenal personeel. Het betrof het integrale concept van borgen van de vluchtveiligheid voor de bouwvakkers en het voorkomen van vallend materiaal en materieel. Er zijn veilige vluchtzones ingesteld en steigers, stalen bekistingen, ondersteuningen en tijdelijke constructies zijn seismisch berekend.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
In het Forum wordt gedanst, gewerkt, genoten en bewonderd. Deze diversiteit aan functies vraagt om specifieke oplossingen. Het brede spectrum aan mogelijkheden in staal maakte dat mogelijk.
Om de akoestiek tussen de filmzalen en van de filmzalen naar de pleinen comfortabel te houden, zijn de staalplaatbetonvloeren op de CDM rubbers gelegd. De schuin geplaatste vloer en diens overgang naar een vlakke vloer vroegen om speciale aandacht en detaillering. Doordat de constructieve vloer samen met het plafond als geluidwering dient, is dubbel materiaalgebruik voorkomen, bijvoorbeeld een doos-in-doos vloer.
De expositiezalen vragen om geconditioneerde lucht vanwege het behoud van tentoongestelde stukken. Zoals eerder aangegeven draagt de aanpasbaarheid van het staal bij aan een integrale afstemming tussen constructie en installatie.
Het dakterras geeft rondom vrij uitzicht doordat de gevelonderhoudsinstallatie aan het zicht is onttrokken. Via een speciale lift en stalen klep verdwijnt deze in de verdieping onder het dakterras. Er is letterlijk veel aandacht aan ‘schoonheid’ besteed.
Duurzaamheid
Een gebouw opleveren met een energiereductie van 50% ten opzichte van een referentieproject, dat was het vertrekpunt van de Gemeente Groningen in 2007 bij Forum Groningen. Om dat te realiseren heeft het projectteam gepionierd over veel zaken die vandaag de dag gebruikelijk zijn. Met dit project hebben we de ‘status quo’ op diverse vlakken uitgedaagd en stellen wij dat met Forum Groningen een ‘nieuw normaal’ is ontstaan. Een greep uit de technische oplossingen die nu niet meer uit onze dagelijkse bouw weg te denken zijn:
- Gebieds WKO
- Gasloos
- LED verlichting
- Grijswater circuit
- Staalvezel beton
- Triple glazing
- LCD-schermen
NL Architects was vooruitstrevend met hun gebruikersgerichte aanpak, dat tegenwoordig verpakt is in een WELL-label. De iconische vorm is duurzaam, want een iconisch gebouw met een positieve waarde laat je langer staan.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
Ten behoeve van de seismische upgrade halverwege de bouw, is tijdens de bouwpauze van februari tot december 2015 zorgvuldig gekeken welke profielen en details we konden hergebruiken of aanpassen uit de al ontworpen en grotendeels geproduceerde stalen constructie. Doordat een staalconstructie licht, sterk en aanpasbaar is, is het gunstig ten aanzien van aardbevingen. Intensieve dynamische analyses resulteerden in minder dan 15% extra staal, terwijl de belastingen van een aardbeving zelfs meer dan 15 keer groter kunnen zijn.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
De maatschappij, de mogelijkheden en de focus zijn sterk gewijzigd sinds 2007. Door de bewuste keuzes die gemaakt zijn is Forum Groningen, meer dan 12 jaar later, nog steeds een duurzaam gebouw. Het Forum heeft als energielabel A++ en heeft daarnaast het label Green Key Gold.
Mate van overlast (bouwwerkzaamheden) voor mens en dier
Met de buurt, waaronder een opvanghuis, zijn afspraken gemaakt over de venstertijden op de bouwplaats. Ten tijde van de bouwpauze was de omgeving bang dat de hele oostzijde van de Grote Markt gesloopt moest worden. Dit is geruisloos weggekabbeld en afgevoerd. Alle uitvoerende partijen hanteerden een heel strak logistiek schema.
Er is gewerkt met een aantal hubs waar auto’s konden worden geparkeerd en waar bulkmateriaal werd opgeslagen. Dat werd met kleinere transportmiddelen naar de bouwplaats gebracht. Indien het nodig was om af te wijken van de venstertijden, is dit besproken met de buurt. Na het storten van het onderwaterbeton heeft BAM een ontbijt met de bewoners georganiseerd in het naburige Feithhuis ter compensatie.
Innovaties op product-, concept- en bouwniveau
De grenzen van het mogelijke zijn opgezocht en zowel op product als procesniveau is er sprake van innovatie.
Bij de start van het project in 2007 is gestuurd op een 3D-model. Dit heeft precies gebracht waar het voor bedoeld was: soepele faseovergangen en tijdwinst, omdat informatieverlies is voorkomen. In ontwerp is het 3D-model gebruikt om de integrale afstemming tussen disciplines te borgen, maar ook om alvast bouw- en maattoleranties en kwaliteiten op te nemen. Daarmee ontstond een BIM-model alwaar op is aanbesteed in 2011 en zijn dikke pakketten met witdrukken voorkomen.
In 2012 is de opdracht gegund aan BAM, zij hebben samen met Staalbouw Nagelhout Bakhuizen hierop verder geborduurd in de uitvoering. Bouwfaseringen, tijdelijke voorzieningen, transport afmetingen en maatvoering zijn toegevoegd. Voor het staal zijn vanuit het basismodel deelmodellen gemaakt in Tekla. Afstemming tussen profilering en detaillering van de hoofddraagconstructie én het bouwkundig staal werden daarmee geborgd.
Naast de procesinnovatie zoals hierboven genoemd, kent de staalconstructie ook product-, concept- en bouwinnovaties.
1. Nooit eerder is een cultureel complex in Nederland herontworpen en uitgevoerd onder seismische impact. Beschouwingen over veiligheid zijn ontwikkeld in de breedste zin van het woord. Het betrof het integrale concept van borgen van de vluchtveiligheid, het voorkomen van vallende bouwkundige elementen en de constructieve veiligheid.
Er is niet over één nacht ijs gegaan, er is uiteindelijk gekozen voor ‘Versterken’ nadat alle voor- en nadelen van Base Isolation, Weak storey en Versterken zorgvuldig tegen elkaar waren afgewogen samen met de NAM. Op productniveau heeft zich dit vertaald in versterkingen in de hoofddraagconstructie tot kabels achter de natuursteenpanelen die valgevaar voorkomen.
2. De kolommen zijn voorzien van zuivere scharnieren (‘hockeypuck’ genoemd). Bij de overgang van 2D naar 3D analyseren (van VO naar DO), is gebleken dat de kolommen ruimtelijk gevoelig waren voor de vrijheidsgraden van de aansluitingen. Een zuiver scharnier was de enige beheersbare oplossing in het ontwerp, met als resultaat minder materiaalgebruik. In de detailengineering is verder gekeken naar het optimaliseren van materiaalgebruik en lassen. Het resultaat is een geoptimaliseerd zuiver scharnierende kolom op productniveau.
3. Om de bewegingsvrijheid tussen glazen atriumgevel en natuursteen te garanderen, zijn er tijdelijke schuivende verbindingen in de oplegging van de stalen vakwerken gemaakt. Een innovatie op product- en bouwniveau. Zo kon de constructie vrij vervormen onder de permanente belasting van de bouw en blijft de resterende vervorming als gevolg van de opgelegde belasting binnen de toleranties. Hiermee is bereikt dat het glas en het natuursteen in één vlak kunnen liggen. Vanuit constructief oogpunt is hiermee een bijdrage geleverd aan het architectonische concept van messcherpe lijnen.
