Algemene projectomschrijving
De 70 meter hoge radartoren vormt door zijn bijzondere belijning en warm rood/bruine kleur een opvallend baken langs de Nederlandse kustlijn. De toren is geplaatst in de harde zeewering op het verst in zee stekende puntje van Maasvlakte 2. De toren biedt onderdak aan een radarsysteem, marifoonapparatuur voor de communicatie met de scheepvaart. De toren is in 3 delen vervaardigd op de werf van Hollandia Infra. Na de proefpassing zijn de drie bouwdelen per ponton vanaf Krimpen a/d IJssel naar de bouwplaats op de Maasvlakte gebracht. Hier zijn de bouwdelen aan elkaar gekoppeld met voorspanbouten. De toren is gefundeerd op een ondergronds zeshoekig frame, dat wordt ondersteund door 40 meter lange stalen buispalen. Hiermee kan met recht gezegd worden dat de constructie VOLLEDIG in staal is uitgevoerd.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De staalconstructie van de radartoren is vanaf de eerste schets tot aan de oplevering tot stand gekomen in een vruchtbaar samenspel tussen architect, bouwer en constructeur. De fraaie ovale buitenschil is tegelijkertijd de slanke en stijve draagconstructie. De inwendige indeling van de toren, staat – letterlijk en figuurlijk – los van de constructieve stalen buitenkant.
De hoofdvorm van de toren is een ellipsvormige hyperboloïde, in gewone mensen taal: een diabolo. In het midden is de toren zuiver cylindrisch, de boven- en onderzijde zijn elliptisch. De top is 45 graden gedraaid ten opzichte van de voet. Hierdoor ontstaat een dubbelgekromde staalconstructie met een continu veranderende doorsnede. Dit maakt de toren niet alleen heel fraai om te zien, maar leidt ook tot een minimaal gebruik van materiaal. De constructie is naast sterk en ook uiterst stijf. Wat de vervormingen door wind tot een minimum beperkt. Dit alles is nodig is voor de betrouwbaarheid van het radarbeeld. De uiterste grenzen van het materiaal zijn opgezocht; alle specifieke eigenschappen en mogelijkheden van het weervaste staal zijn volledig benut.
De keuze voor weervast staal (ook bekend onder de merknaam Cortenstaal) maakte een (milieubelastende) conserveerlaag overbodig. Hierdoor is de toren volledig onderhoudsvrij over zijn hele levensduur. Ook heeft het materiaal als voordeel dat het toxisch schoon is en daarmee volledig recycleerbaar. Kenmerkend aan weervast staal is dat zich na verloop van tijd een “patinalaag” vormt waarna het roestproces vrijwel tot stilstand komt.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
De uitvraag van opdrachtgever Havenbedrijf Rotterdam was een nieuwe radartoren te ontwikkelen die optimaal functioneert, duurzaam is, én past binnen het beleid om Maasvlakte 2 aantrekkelijk te maken voor zowel (nieuw te vestigen) industrie als recreanten. Met deze voorwaarden in het achterhoofd zijn de ontwerpers aan de slag gegaan. Aspecten als duurzaamheid, life-cycle, inspelen op de mogelijk veranderende ontwikkelingen op de Maasvlakte en het realiseren van een icoon dat past binnen de moderne tijdgeest, zijn meegenomen in het concept. In het ontwerp van de toren vloeien architectuur, duurzaamheid, techniek en economie samen.
De elliptische top en voet van de toren verschaffen de noodzakelijke ruimte voor de technische installaties boven en de noodstroomaggregaat beneden. De rest van de toren is alleen maar transportruimte, dus kon zo slank als mogelijk. Met de “taille” is op effectieve wijze materiaal bespaard.
De ellipsvormige plattegrond van het gebouw is een direct gevolg van de locatie: een beperkt terrein tussen het dijklichaam en de weginfrastructuur. Het was uitsluitend toegestaan om in de teen van de dijk te bouwen. De bescherming van de Maasvlakte tegen overstroming staat uiteraard voorop. De ovale vorm past precies. Het levert de toren een stevige voet op, parallel aan de dijk. De getordeerde top van de toren ligt exact in de as van het Yangtze kanaal. De toren kijkt als het ware over de dijk heen en maakt op het land zichtbaar wat niet te zien is: de kruising van twee mega-assen van de Maasvlakte, de ringdijk en de hoofdrichtingen van de havenbekkens en de Nieuwe Waterweg.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
Het ovale getordeerde ontwerp van de stalen toren resulteert in een slimme footprint naast het dijklichaam en in minimaal gebruik van materiaal. Het belangrijkste resultaat van dit ontwerp is echter ook dat windwervelingen aan de bovenzijde van de toren tot een minimum beperkt blijven waardoor de functionaliteit van de radar niet gehinderd wordt.
Alle bovengrondse horizontale verbindingen, bestaande uit flenzen en bouten, bevinden zich aan de (droge) binnenzijde van de constructie. De gladde huid aan de buitenkant is hierdoor ongevoelig voor weersinvloeden.
De fundering is ook volledig in staal uitgevoerd. Middels een funderingsframe gelast op een zestal stalen palen die ca. 40 m in de grond zijn gebracht. Dit stalen frame kon vooraf in de fabriek worden vervaardigd, waardoor de bouwtijd op locatie aanzienlijk verkort kon worden ten opzichte van bijvoorbeeld een traditionele betonnen poer.
Bijzondere aspecten uitvoering
De complex vormgegeven dubbel gekromde constructie kent geen enkele gelijke doorsnede. Werkelijk niets is recht aan de constructie met uitzondering van de spil van de trap. Dit vereist veel vakmanschap van de bouwers, te beginnen met het vervaardigen van de 3D gevormde stalen platen. De radartoren bestaat uit drie secties die horizontaal in één geheel zijn gebouwd in een speciale bouwmal.
De benodigde huidplaten zijn in secties voorbewerkt. Elke sectievorm kreeg een afzonderlijke mal, bepaald uit het 3D model van de toren, om zo de maatvoering te kunnen controleren. Uiteindelijk kwam het vervormen en persen van de vorm aan op het vakmanschap van de staalbewerker. Dit is nu letterlijk het geheim van de smid!
De dubbelgekromde huidplaten zijn met behulp van een bouwmal, die even lang was als de toren, samengesteld tot 3 secties. Deze mal is gebouwd naar een 3D-productiemodel van de toren. In deze mal werd met vormschotten en vooraf gedefinieerde maatlijnen op de plaatsecties, een fysiek referentiekader voor de fabricage gemaakt. Een principe dat zijn kracht reeds heeft bewezen in de scheepsbouw. Op deze manier is het mogelijk om eventuele afwijkingen tijdens de fabricage vroegtijdig te kunnen signaleren en op te lossen.
Na de fabricage van de cascodelen konden deze meteen worden ingericht en zoveel mogelijk worden afgebouwd op de werf van de fabriek. Dit verkortte de bouwtijd op locatie en verminderde sterk de invloed van werkzaamheden op de omgeving van Maasvlakte 2.
De stalen cascodelen zijn na fabricage horizontaal opgesteld op het terrein. Eerst is de spiltrap naar binnengebracht en gemonteerd. Een bijzondere klus. De ovale getordeerde vorm kende geen enkel referentiekader voor de trap. Binnen het BIM-model paste alles perfect, maar in de praktijk komt het op de monteurs aan om de juiste oriëntatierichting te bepalen. Ook hier kwam het op vakmanschap aan.
Nadat de trappen en bordessen zijn aangebracht, werden de torendelen rechtop gezet en was het de beurt aan de bouwkundig aannemer om de technische ruimten in de cascodelen te realiseren. Tenslotte de laatste stap voor de installateurs om alle installaties en voorzieningen aan te brengen.
Het prefab produceren van de complete toren zorgde ervoor dat de bouwtijd op locatie minimaal was. Deze nam slechts iets meer dan 3 maanden in beslag. Nadat het stalen fundatieframe was gesteld, konden de torendelen in enkele dagen worden gemonteerd. De drie torendelen zijn eerst per ponton vanaf de werf in Krimpen over water naar de Maasvlakte vervoerd. Daarvandaan zijn ze met een 700 tons hydraulische kraan op trailers geplaatst en volgde het laatste transport over land. Vanaf de loskade via een spoorwegovergang naar de Prinses Maximaweg. Dit gaf minimale hinder voor het verkeer, de zeewering en flora en fauna.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
Een bijzonder functioneel aspect van de radartoren is dat deze volledig kan worden hergebruikt of de materialen gerecycled. Mocht er in de toekomst een andere locatie gewenst zijn (bijvoorbeeld In verband met verdere uitbreiding van de Maasvlakte) dan kan de toren relatief eenvoudig worden gedemonteerd en elders op een nieuwe fundatie worden geplaatst.
Dit ontwikkelde concept geeft het gebruik van (weervast) staal voor dergelijke torens een grote voorsprong bij het toepassen van andere materialen dan het gebruikelijke beton. Het materiaal is relatief licht in gewicht, demontabel, herbruikbaar en niet milieubelastend.
Ook is het sneller te bouwen, met daardoor een minimale impact op de omgeving en zonder afbreuk te doen aan de architectonische kwaliteit.
Introductie
De radartoren is een toonbeeld van volledig duurzaam bouwen. Optimaal ontworpen door efficiënt gebruik te maken van het constructiemateriaal staal. Bij de ontwikkeling van deze nieuwe toren is er door de ontwerpers en bouwers wezenlijk anders naar het oplossingsprincipe gekeken dan in de traditionele concepten gebruikelijk is. Samengevat kent deze inschrijving de volgende duurzaamheidaspecten:
- Minimaal materiaalgebruik
- Door de staalplaten een in twee richtingen gebogen vorm te geven, ontstaat een uiterst sterke en stijve constructie, met minimaal gebruik van materiaal.
- Het gebouw is zodanig ontworpen dat vormgeving, afwerking én draagconstructie zijn samengebracht in een 3D gevormde plaat. Dit heeft het gebruik van secundaire materialen voor afwerking en gevelbekleding overbodig gemaakt.
- De toren is vervaardigd uit weervast staal. Dit maakt milieubelastende conservering, inclusief het bijbehorend onderhoud overbodig en minimaliseert daarmee de impact op omgeving en milieu.
- De toren is in meerdere delen geprefabriceerd en volledig afgewerkt op de werf van de bouwer. Hierdoor betrof de bouwtijd op locatie slechts enkele maanden. Dit beperkte in hoge mate de impact op omgeving, flora en fauna.
- De toegepaste materialen zijn volledig recylebaar. Indien gewenst kan de toren relatief eenvoudig worden gedemonteerd en vervolgens weer op een andere locatie worden opgebouwd. Met beton is dat niet mogelijk is.
Duurzaamheid
Zowel de realisatie als het beheer, onderhoud en gebruik van de toren, zijn duurzaam te noemen. Optimaal ontworpen door efficiënt gebruik te maken van weervast staal. Geen milieubelastende en onderhoudsgevoelige conservering en volledig onderhoudsvrij. Daarnaast maakt dit concept snel bouwen op locatie mogelijk, wat de impact op omgeving, milieu en flora en fauna minimaliseert. Niet alleen de vorm van de toren, juist ook het materiaal van weervast staal en de bijbehorende detailleringen zijn opvallend te noemen. Alle bovengrondse horizontale verbindingen, zoals flenzen en bouten, bevinden zich aan de (droge) binnenzijde van de constructie. De gladde huid aan de buitenkant is hermetisch gesloten, kan overal afwateren en waait snel droog na regen. Hierdoor kan de natuurlijke patinalaag van het weervaste staal zich optimaal vormen op de huid van de constructie en blijft deze beschermd tegen degradatie door weer en wind.
Een duurzaam alternatief met vele toepassingsmogelijkheden bij het realiseren van torens met verschillende doeleinden.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
Bij de radartoren is optimaal gebruik gemaakt van de eigenschappen en mogelijkheden van het materiaal staal. Het is efficiënt ingezet door het gebouw zodanig te ontwerpen dat vormgeving, afwerking én draagconstructie in één 3D gevormde plaat zijn samengebracht. Daarmee is het materiaal ook in constructief opzicht optimaal benut. Door de ovale en dubbel gebogen buitenwand ontstond met minimaal gebruik van materiaal, een uiterst sterke en stijve vorm. Ter vergelijking: een colablikje heeft relatief gezien een 4x dikkere wand dan de radartoren.
De keuze voor weervast staal (ook bekend onder de merknaam Cortenstaal), heeft ervoor gezorgd dat de toren volledig onderhoudsvrij is. En vrij van milieubelastende conserveringsmaterialen. Kenmerkend aan weervast staal is namelijk dat zich na verloop van tijd een “patinalaag” vormt waarna het roestproces vrijwel tot stilstand komt. Hierdoor wordt de constructie beschermd door een natuurlijk proces dat geen impact heeft op natuur en milieu. Tevens heeft het materiaal het voordeel dat het toxisch schoon is en daarmee volledig recyclebaar.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
Doordat de toren grotendeels in een fabriekshal is vervaardigd, kon deze worden afgeschermd van weersinvloeden. Het afbouwen vond buiten plaats op eigen werf wat het bouwproces efficiënt maakte en het energieverbruik laag. Dit “prefab” bouwproces heeft de bouwtijd op de locatie aanzienlijk verkort waardoor het gebruik van inefficiënte energiebronnen (zoals bijvoorbeeld aggregaten) ook tot een minimum kon worden beperkt.
In de gebruiksfase van de radartoren, behoeft slechts alleen de gevoelige radarapparatuur beschermd te worden tegen invloeden van temperatuur en luchtvochtigheid. Door binnenin de toren speciaal daarvoor een gesloten ruimte te creëren, is de inzet van energieverslindende conditioneringsvoorzieningen ook tot een minimum beperkt.
Mate van overlast (bouwwerkzaamheden) voor mens en dier
De Radartoren is bijna volledig geprefabriceerd, ingericht en afgewerkt op de werf van de aannemer, zonder afbreuk te doen aan de architectonische vormgeving. Deze prefab bouwmethode heeft de bouwtijd op locatie aanzienlijk verkort ten opzichte van een traditionele methode. Mede hierdoor is langdurige opslag van materialen op de bouwplaats tot een minimum beperkt gebleven. De bouwplaats kon hierdoor efficiënt worden ingericht en qua afmeting worden gereduceerd tot de footprint van de toren en de bijbehorende kraanopstelling met parkeerplaatsen.
Omdat de torendelen in 1x gemonteerd konden worden, was de inzet van hoge bouwkranen en geluidsoverlast minimaal. Door de gekozen bouwmethode en fundatie zijn er slechts 3 maanden aan bouwactiviteiten op de locatie nodig geweest. Bij een traditionele bouwmethode zou dit een veelvoud van maanden hebben gekost.
Door deze efficiënte aanpak alsmede de compacte bouwplaats, hebben we de impact op omgeving, milieu en flora en fauna tot een absoluut minimum kunnen beperken.
Innovaties op product-, concept- en bouwniveau
De Nederlandse kust bezit veel vuurtorens en radartorens om het scheepvaartverkeer op de Noordzee in goede banen te leiden. Het grootste deel van deze bakens bezit een klassieke constructie die meestal bestaat uit beton, steen of gietijzer.
Bij de ontwikkeling van deze nieuwe toren is er door de ontwerpers en bouwers wezenlijk anders naar het oplossingsprincipe gekeken dan in de traditionele concepten gebruikelijk is. Het concept dat voor dit project is ontwikkeld heeft de materiaalkwaliteiten van (weervast) staal in alle dimensies optimaal benut. Het resultaat: een innovatieve, duurzame, lichtgewicht toren met een uiterst sterke en stijve constructie. Minimaal gebruik van materialen, geen schadelijke conservering, geen onderhoud. Een snelle bouwtijd op locatie met minimale omgevingshinder. Volledig demontabel, herbruikbaar en recyclebaar. Dit maakt dit concept uiterst milieuvriendelijk met een minimale impact om omgeving, mens en dier.
Dit ontwikkelde concept voor het realiseren van torens voor radardetectie en scheepvaartbegeleiding kan langs de gehele kustlijn, in binnen- en buitenland worden toegepast waarmee invulling wordt gegeven aan de eisen die deze tijd stelt aan dergelijke oplossingen.
