Een bijna zestig jaar oude historische hal is het nieuwe hart van de universiteit door een combinatie van hergebruik, transformatie en nieuwbouw met een dragende rol voor staal.
| Locatie | Den Dolech 2, Eindhoven |
|---|---|
| Opdracht | TU/e Dienst Huisvesting, Eindhoven |
| Architectuur | Ector Hoogstad Architecten, Rotterdam |
| Constructief Ontwerp | ABT, Velp |
| Uitvoering | Hurks Bouw Zuid, Eindhoven |
| Staalconstructie | Hutten Metaal, Hardenberg |
De zogenoemde W-hal is in 1958 gebouwd als een ‘flexibele, overdekte hectare voor machines en experimenten’. Architect ir. Joost Ector, in 1996 zelf afgestudeerd in Eindhoven, transformeerde het gebouw in dezelfde geest tot het nieuwe hart van de TU Eindhoven. Het MetaForum biedt onder meer plaats aan de nieuwe centrale bibliotheek, een groot aantal studie- en loungeplekken, horeca, winkels en studentenbalies. Het zuidelijke deel is omgetoverd tot een overdekt evenementenplein.
Loopbruggen op de eerste verdiepingen verbinden het MetaForum met de omliggende gebouwen. Zichtlijnen op de verschillende niveaus benadrukken de centrale ontmoetingsfunctie van het complex. Studenten die via de bruggen binnenkomen, dalen af naar de bibliotheek en de andere centrale functies op de begane grond en in het souterrain. Of ze gaan via de panoramische trap of met de lift naar boven, naar de nieuwbouw van de faculteit Wiskunde en Informatica (16.000 m2).
De faculteit lijkt als een massief metalen blokje boven de hal te ‘zweven’. Dat komt door de draagconstructie van slechts twintig slanke stalen kolommen. De nieuw aangelegde kelder onder compenseert deels het gewicht van het nieuwe faculteitsgebouw en herbergt alle technische installaties. De voorzieningen om het klimaat in het complex te regelen zijn in de eerste verdiepingvloer ingebouwd. Het historische dak kon daarmee vrij blijven van installaties en zo in oude luister worden hersteld.
Voor de restauratie van de bestaande, ongeïsoleerde gevel van de W-hal is gebruikgemaakt van een nieuwe methode waarbij de oorspronkelijke stalen ‘stoeltjesprofielen’ op een onderhoudsarme en omkeerbare manier zijn getransformeerd tot een goed geïsoleerde vliesgevel, zonder dat het uiterlijk is veranderd.
De bestaande hal met een speciale stalen dakconstructie met hoge en lage delen is inwendig gestript en daarna weer in oude glorie hersteld, waarbij tussen de stalen gevelstijl isolatieglas is aangebracht.
In deze hal is een tussenvloer gebouwd met een staalplaat-betonvloer op stalen liggers en kolommen. De liggers zijn zodanig gesitueerd dat er in de vakken tussen de kolommen altijd ruimte voor installaties aanwezig was.
Voor de bovenbouw is een ontworpen van 6,2x12,4 m, passend bij de plattegronden. In de breedte zijn drie beuken van 12,4 m gemaakt, in de lengte tien van 6,2 m. Door het trapsgewijs weglaten van de vloer in de middelste beuk ontstaat een atrium. Om de afstand van 12,4 m te overspannen zijn kanaalplaten met een druklaag toegepast. In de korte richting zijn stalen liggers aangebracht op stalen kolommen. Aan de gevelzijde is de vloer simpel opgelegd op HE-profielen. In de middenzone is gebruik gemaakt van een SFB-profiel om een vrije doorgang van de installaties onder de liggers te faciliteren.
Gezien het verschil in raster tussen boven-en onderbouw (resp. 6,2 en 12,4 m) zijn op de onderste twee lagen van de Pod overgangsconstructies voorzien via vakwerken, waarbij aan de uiteinden overstekken zijn gemaakt. De vakwerken zijn opgebouwd uit randstaven (HE- en SFB-profielen) die direct de vloeren dragen.
In 2007 werd nog uitgegaan van sloop van de hal. De monumentencommissie oordeelde echter dat de hal van te grote architectonische waarde was. De kenmerkende lichte stalen draagconstructie, de modulaire transparante gevelconstructie, het karakteristieke daklandschap en het knooppunt van loopbruggen en verkeersroutes dat de W-hal van oudsher vormde, moesten van de gemeente behouden blijven.
Het ruimtelijk ontwerp onderscheidt twee bouwdelen: de gerenoveerde W-hal en de nieuwe Pod. Van de bestaande W-hal is de begane-grondvloer en het dak zoveel mogelijk hergebruikt. Een deel van de begane grond vloer is gesloopt om een nieuw souterrain te kunnen bouwen en een gedeelte van de dakconstructie is gedemonteerd om de ontsluiting van de Pod mogelijk te maken. De ontsluiting van de bestaande W-hal met loopbruggen aan de vier zijden is gehandhaafd. De loopbruggen en tussenvloeren in de hal zijn gesloopt om een nieuwe tussenvloer, die bij de vier gevels aansluit op de gehandhaafde loopbruggen te accommoderen.
In hoofdvorm heeft de Pod tijdens het ontwerpproces een aantal mutaties doorgemaakt. Van een symmetrische zeshoek in het prijsvraagontwerp, via een vierkant blok (50x50 m) in het VO tot een rechthoekig blok (37,2x49,6 m) in het DO. Optimalisatie van oppervlak, aantal bouwlagen en bouwkosten, afgestemd op het ruimtelijk PvE en het budget, waren daarbij leidend. Belangrijke architectonische randvoorwaarden voor het constructief ontwerp van de Pod waren als volgt.
• De Pod moet zoveel mogelijk 'zweven' boven de hal, waardoor het aantal steunpunten is geminimaliseerd en aan twee zijden uitkragingen zijn aangebracht.
• Voor het eventueel aanbrengen van een overgangsconstructie van de bovenbouw naar de onderbouw mag alleen gebruik worden gemaakt van de onderste bouwlaag van de Pod.
Een belangrijke constructieve randvoorwaarde, wegens beperkt bouwbudget, was om de footprint van de Pod zoveel mogelijk te laten samenvallen met het nieuw te bouwen souterrain, zodat voor de zware geconcentreerde kolomkrachten uit de Pod nieuwe fundaties konden worden gemaakt, opgenomen in de nieuwe keldervloer
De Pod wordt gedragen door 4x5 kolommen in een raster van 12,4 m. De kolommen zijn zodanig geplaatst dat ze precies in het hart van de vierkanten van de bestaande hal steken, waardoor op deze plaats ruimte aanwezig was om de zware funderingsconstructie te maken.
Voor de diagonalen en verticalen (zichtwerk) van de overgangsconstructie zijn ronde buisprofielen gebruikt. Bij de vakwerken is gekozen voor drukdiagonalen. Hierdoor zijn mooie, slanke verbindingen mogelijk waarin de drukkrachten in de contactvlakken direct worden overgedragen.
Voor het aanbrengen van de damwandconstructie van de kelder en de zware funderingspalen die de kolomlasten van de Pod moeten opnemen gaf de bestaande dakconstructie van de hal een grote beperking. Daarom is het deel van de dakconstructie dat samenvalt met de footprint van de Pod gedemonteerd en in afwachting van hermontage tijdelijk opgeslagen op het bouwterrein.
Om een goede toegang voor de het zware equipment te krijgen, is een deel van de gevelbalk gesloopt, naast een deel van de begane-grondvloer die toch weg moest, wegens een afwijkende constructie (oude machineopstellingen). Zo konden de kelder en fundering zonder beperkingen worden gerealiseerd. De positie van de kelder en de Pod zijn zodanig bepaald, dat ze precies boven elkaar liggen. Hierdoor is de demontage van het dak en sloop van de begane-grondvloer tot een minimum beperkt.
Bij de uitvoering ging veel aandacht uit naar de montage van de Pod. Nadat de druklagen van de onderste drie vloeren zijn verhard, is de constructie stabiel, en kan er zonder extra maatregelen verder worden gebouwd. In een draaiboek is stap voor stap aangegeven welke tijdelijke voorzieningen in de vorm van verbanden tot dat moment nodig waren. Omdat de kanaalplaten van bovenaf moesten worden gelegd, zijn de verbanden gedurende de montage ook verplaatst.
Het niveau van de tussenvloer en loopbruggen vormt het gemeenschappelijke ontsluitingsniveau van alle gebouwen op de campus. Op dit niveau komen dan ook de meeste openbare functies van het gebouw samen: de ingang van de bibliotheek, de entree tot de bovengelegen Pod, de balies van het Notebook Service Center en de ICT-Helpdesk
Op de begane grond van de hal bevinden zich vier instructielokalen, een restaurant, kantoren van de bibliotheek en een groot aantal groepswerkplekken. Een deel van de begane grond vormt een overdekte buitenruimte (forum) waarvoor de bestaande gevels over vier stramienlijnen zijn gedemonteerd. Dit forum overlapt de 'groene loper', een strook van gras en bomen die van de Dommel in een rechte lijn over de campus naar het oosten komt te liggen en die als centrale verbindende ruimte van de campus gaat fungeren. In het nieuwe souterrain staat een deel van de boekencollectie en zijn er individuele studieplekken. Grote vides verbinden het souterrain ruimtelijk met de bovenliggende ruimtes.
Het blokvormige bouwdeel waarin de faculteit W&I is gehuisvest bestaat uit vijf bouwlagen en een daklaag met techniekruimten. De onderste laag (3e verdieping) is bestemd voor onderwijsruimten. De overige bouwlagen bevatten vooral werk-, spreek- en vergaderruimten. Vanaf de 4e verdieping tot het dak is een centraal atrium aangebracht, om de gebruiksruimten van daglicht te voorzien.
De gebouwomhulling is met volledig behoud van het bestaande beeld gerenoveerd en voldoet aan eigentijdse eisen van energiehuishouding en onderhoud. De daken werden op onzichtbare wijze voorzien van hogere dakopstanden waardoor een beter isolatiepakket kon worden toegepast. Overal zijn uitsluitend mechanische bevestigingen toegepast en het nieuwe glas is zonwerend helder isolatieglas.
Door een groot deel van de hal te transformeren tot een overdekt plein werden meerdere doelen tegelijkertijd bereikt. Ten eerste kon dit deel van het gebouw tegen lagere kosten worden behouden. Daarnaast laat deze ruimte de structuur van de hal in z’n meest pure vorm zien.
Door te zorgen voor een zo compact mogelijk gebouw en een gestructureerde opzet van de installaties is gezorgd voor een minimum aan materiaalgebruik en een minimum aan energieverlies door transport. Zo is ervoor gekozen om de technische ruimten op strategische plaatsen in het gebouw te realiseren en door een goede positionering van schachten zijn de leiding en kanaallengten kort.
Introductie van de slimme installatievloer die als toevoeging in het monument is geplaatst heeft geleid tot een minimum aan installaties in de rest van het monument. Daarnaast zijn duurzame materialen toegepast daar waar mogelijk.
Om de impact op het milieu tijdens het bouwproces zoveel mogelijk te beperken, zijn de volgende maatregelen genomen.
- Gescheiden afval van materialen op de bouwplaats (bijv. hout, metaal, kunststof, papier / karton, beton en chemisch afval).
- Drogen en tijdelijke verwarming tijdens de bouw met gasverwarming (in plaats van de meer vervuilende en minder energie-efficiënte olie- of dieselverwarming)
- Tijdelijke verlichting op de bouwplaats met energie-efficiënte armaturen.
Door de vele vide’s in combinatie met het verspringende damborddak in de bestaande bouw komt er veel daglicht binnen. In het bovenliggende nieuwbouwdeel is een groot centraal atrium toegepast om zoveel mogelijk daglicht binnen te brengen bij de inpandige ruimten. In combinatie met daglichtregeling op de armaturen wordt er op deze wijze bespaard op verlichtingsenergie gedurende de exploitatiefase.
Om de verlichtingsenergie verder terug te dringen is er LED-verlichting toegepast op plekken waar dit mogelijk en praktisch was. Dit is mede bepaald door het vergelijken van de exploitatiekosten van de verschillende typen verlichting.
Om de impact op het milieu gedurende de exploitatiefase verder te beperken bestaat de warmte- en koude-opwekking uit een WKO-systeem met een warmtepomp. De verwarming en koeling gebeurt respectievelijk met laagtemperatuurverwarming en hoogtemperatuurkoeling waarmee de opwekking efficiënter gebeurt en de afgifte comfortabel is.
De essentie van de transformatie was om de bijzondere ruimtelijkheid te behouden en tegelijkertijd bouwtechnische oplossingen te vinden om een betere energiehuishouding en klimaatbeheersing te bewerkstelligen – zonder het oorspronkelijke (gevel)beeld aan te tasten.
De oplossing werd gevonden in het maken van een nieuwe eerste verdiepingsvloer, die – vrijwel overal als een tafel los staat van de gevel – alle noodzakelijke techniek bevat. Zodoende kon het karakteristieke dak vrij blijven van leidingen en kanalen. Onder het bestaande gebouw werd een nieuw souterrain gerealiseerd, met een drieledige functie: deze nieuwe verdieping bevat studieruimte waar een hoger concentratieniveau vereist is, ook zijn er (onzichtbaar) alle installatieruimte ondergebracht, en tenslotte helpt de opwaartse druk van het grondwater mee om een deel van het gewicht van de bovenbouw te compenseren.
Met het oog op de 'compacte campus' is het grondgebruik geïntensiveerd: boven de bestaande hal 'zweeft' het nieuwe onderkomen van de Faculteit Wiskunde & Informatica. Het gebouw staat op twintig ranke stalen kolommen, die met een minimale impact midden door de dakvlakken van de hal prikken. Het bouwdeel is vormgegeven als een uitermate compact volume met een zeer lichte staalconstructie, kanaalplaatvloeren en een licht gevelpakket.
Een andere innovatieve maatregel die in het project verwerkt is, is de aansluiting op het campus brede warmte- en koudeopslag (WKO)-systeem in combinatie met warmtepompen. Normaal gesproken wordt deze installatie aangevuld met ketels om de energiebalans van het WKO-systeem te waarborgen. Bij dit project wordt de totale warmte- en koudevraag van het gebouw opgewekt met het WKO-systeem in combinatie met de warmtepompen. De balans wordt gewaarborgd door twee opties:
-– door het voorliggende (overdekte) plein uit te rusten met vloerverwarming kan overtollige warmte in de winter en overtollige koude in de zomer worden afgegeven
– door de luchtbehandelingskasten uit te rusten met een extra regeling op de warmtewielen kunnen deze worden stopgezet om de warmtevraag in de winter of de koudevraag in de zomer te vergroten.
