3D-Betonprinten: Costa Den Helder

Een ware metamorfose. Van monotone galerijflats naar een fraaie mediterrane verschijning, inclusief ruime balkons voor de bewoners. Twee gedateerde jaren ’70-flats aan de Hendrik Baskeweg in Den Helder worden getransformeerd tot prachtige sculpturale appartementengebouwen. Met dank aan bijna 1.200 prefab betonelementen, variërend van 2 tot 12 vierkante meter. Het bijzondere is dat ze worden vervaardigd met een innovatieve 3D-betonprintmethode.

De constructie van kolommen, gevelelementen, balustrades en dunne prefab balkonplaten wordt over de bestaande balkongevel geschoven. Een compleet nieuwe uitstraling, ruime balkons, extra isolatie, verduurzaming van de energietechniek en installatie van PV-panelen zorgen ervoor dat de 154 flats nog minimaal 50 jaar weer zeer aantrekkelijk zijn voor de huurders van Woningstichting Den Helder.

Ron van Leeuwen, CEO/architect/stedenbouwkundige van Kokon Architectuur & Stedenbouw: “Vaak zie je dat flatgebouwen een esthetische opknapbeurt krijgen, een nieuwe verfkleur voor de borstwering, nieuwe hekwerken, maar daar blijft het qua architectuurbeeld bij. Dan verleng je de levensduur van zo’n gebouw met pakweg 10, misschien 20 jaar. Wij wilden bij dit project voor de kwaliteit van nieuwbouw gaan, met een uitstraling die zo mooi is dat de Woningstichting Den Helder moeiteloos de komende 50 jaar de woningen kan verhuren. Zo verdient de behoorlijke investering in het nieuwe architectuurbeeld zich makkelijker terug. Daarnaast verschaf je de huurders ruime buitenruimtes, dit was één van de wensen van de bewoners. De vergroting wordt bereikt door van elke woning het balkon uit te laten kragen. Er zit dus ook een duidelijke plus voor de woonbeleving in de nieuwe gevel.” 

Voorwaarden voor gebouwrenovatie

Er zijn volgens Van Leeuwen drie voorwaarden om een bestaand gebouw op een toekomstgerichte manier grootschalig te renoveren, zowel qua interieur als exterieur. “Ten eerste moet je vertrouwen hebben in het casco, veelal van beton. De vloeren mogen niet doorbuigen en de geluidoverdracht moet binnen de perken zijn. Want op het moment dat je binnen de hoogte van 2,80 in elke woning de vloeren en/of plafonds moet isoleren hou je weinig hoogte over. Bovendien moeten bewoners dan alles opnieuw stofferen. Ten tweede moet de kwaliteit van de plattegrond goed zijn. In Den Helder praat je over 4-kamer woningen van circa 90 m2. Daar hoeft bouwkundig niet te worden ingegrepen, hooguit voor een nieuwe schacht. Ten derde moet de locatie voldoende kwaliteit hebben. De twee flatgebouwen liggen in een groene omgeving met winkelcentrum en openbaar vervoer in de nabijheid. Dit project voldeed aan deze voorwaarden, waarbij de ingrepen tevens kunnen plaatsvinden zonder dat de bewoners tijdelijk uit hun woning hoeven. Als je nagaat dat dit tienduizenden euro’s per woning scheelt voor de opdrachtgever, creëer je budget voor zo’n bijzondere esthetische upgrading van het gevelbeeld.”

Van kil naar warm

Voor dezelfde woningcorporatie had Kokon al eerder woningbouwprojecten ontworpen, waaronder eentje in mediterrane stijl. “Wij willen eenvormigheid voorkomen en gaan op zoek naar karaktervolle projecten. Het mooie is dat Den Helder de laatste jaren wat killer aandoende gebouwen transformeert tot vriendelijkere en warmere stedenbouw, waaronder een nieuw stadscentrum. Als je nagaat dat de stad naar Nederlandse maatstaven heel veel zonuren heeft, dan is het verklaarbaar dat ons ontwerp met een mediterraan beeld enthousiast werd ontvangen.”

In drie richtingen gekromd

De golvende balkons en organische vormen zijn geïnspireerd op ontwerpen van de Catalaanse architect Antoni Gaudí. Ron van Leeuwen: “De prefab betonelementen zijn in drie richtingen gekromd. Het zou zeer complex worden om ze in mallen te vervaardigen. De 3D printtechniek die Bruil de laatste jaren heeft ontwikkeld, vormde de sleutel om de elementen te produceren. Dan nog is het proefondervindelijk uitvogelen wat wel en niet maakbaar is, bijvoorbeeld qua bolling. We hebben intensief geëxperimenteerd en hebben het proces onder controle gekregen, met als resultaat prachtige elementen met fraaie rondingen en een egale ribbelstructuur. Ja, in het begin moet je elementen afkeuren omdat de printer even hapert, maar gedurende de rit is die afkeur geminimaliseerd.” 

Ontwerpmodel is productiemodel

“Het mooie is ook dat ons ontwerpmodel tegelijk het productiemodel is,” vervolgt de seniorarchitect. “Je hebt niet allerlei overdrachtsmomenten tussen partijen. Als we een element ontwerpen, kan het twee uur later geprint zijn. Je praat hier over 250 verschillende vormen! Die kun je niet anders vervaardigen dan door te printen, anders is het economisch niet haalbaar. Normaliter werk je bij prefab beton toe naar een zekere mate van repetitie, maar die voorwaarde vervalt. 3D printen verlegt opnieuw de grenzen van beton, hoewel er wel spelregels voor de maakbaarheid blijven gelden, zoals we hebben gemerkt met de bolling.”

Plint, middendeel en kroon

De variatie in betonelementen is nodig voor het rijke gevelbeeld, met een duidelijk te onderscheiden plint, middenstuk en kroon. De dubbelhoge plint is uitgevoerd als colonnade, die een overdekte route creëert naar de parkeerplaats. In het middenstuk worden op organische wijze de uitkragende balustrades van de vergrote balkons gekoppeld. In het gevelbeeld verspringen de gekoppelde balkons per woonlaag, hetgeen de gevel een dynamische uitstraling geeft. De bollende balkonbalustrades hebben een dubbelgekromde vorm en de balkonhekken gaan hierin mee. De balkongevel wordt via de kopgevel verbonden aan de galerijgevel. De kroonlijst is als beëindiging van het gebouw ontworpen en volgt de vormentaal van de plint en de balkongevel. De golvende vorm gaat over in een verticale kolomstructuur.

Koorddansen met beton en staal

Er zijn drie constructeurs betrokken: Pieters voor het gebouw, Rijnders & De Groot voor het gestorte beton en Movares voor het geprinte beton. “De uitdaging was dat we het gebouwcasco niet extra mochten verzwaren. We mochten ook niet aan het gebouw duwen of trekken. Daarom hebben wij een voorzetgevel bedacht die op een eigen fundering rust, met een raamwerk van lange stalen en betonnen kolommen, betonnen balkonplaten en geprinte borstweringen die je over de bestaande balkons schuift. Je kiest voor beton vanwege de sterkte en levensduur. Met doordachte stalen schoentjes wordt de voorzetgevel verankerd. De 8 cm dunne balkonplaten van hogesterktebeton, geproduceerd door Hicon, liggen over de bestaande balkons. Omdat ze uitkragen hebben we een evenwichtsconstructie ontworpen, met stalen verzwaringen aan de onderzijde van de balkons.” Een soort ingenieus koorddansen met beton en staal…

Tweede constructieve draagweg

Omdat de geprinte betonelementen geen wapening hebben, kunnen ze alleen op druk worden belast. “We hebben constructief een tweede draagweg verwezenlijkt met een koperkleurige staalconstructie binnen het frame. Dat koperkleurige staal is ook gebruikt om het lijnenspel te accentueren langs de borstweringen. Die combinatie geeft de gevel extra cachet. Datzelfde geldt voor de koperkleurige hekwerken met bloemmotief. In overleg tussen Bruil en Renovum is de bovenkant van de 3D geprinte borstweringen in één lijn afgeschuind om de hekwerken eenvoudig en in lijn te monteren. Het is een illustratief voorbeeld hoe je binnen het ontwerpmodel zaken kunt afstemmen voor een praktische uitvoering.”

Duurzaam in meerdere opzichten

Praktisch is ook de oplossing voor onderhoud: de ribbels van het geprinte beton zouden gevoelig kunnen zijn voor vervuiling en mosgroei. Daarom zijn de elementen gecoat. “Daarnaast heeft Woningstichting Den Helder oog voor onderhoud; ook dat gaat het fraaie gevelbeeld in stand houden. Overigens mag je in de discussie over duurzaamheid de impact van architectuur niet vergeten. Hier is naar mijn mening sprake van duurzame architectuur. Als iets mooi is, houdt het z’n waarde. En bewoners waarderen hun nieuwe flatgebouwen en gaan er extra zorgvuldig mee om. Voorts is het geprinte prefab beton natuurlijk duurzaam in die zin dat je geen mallen en wapening nodig hebt en er bij het printen feitelijk geen materiaal verloren gaat.” 

Alles komt samen

Ron van Leeuwen besluit: “Je begint met een 3-0 achterstand bij zulke monotone flatgebouwen. Dan begin je te ontwerpen en blijkt dat dingen niet uit de lucht komen vallen. Den Helder timmert aan de weg qua stedenbouw en architectuur. De woningcorporatie neemt daarbij het voortouw. Tegelijk is een prefab betonfabrikant bezig met proeven voor het printen van betonelementen. Dan is er onze visie om projecten een bijzondere uitstraling te geven. Dit alles komt samen bij de renovatie van deze twee flatgebouwen. Ze noemen dit nu nog een uniek project, maar ik ben ervan overtuigd dat 3D geprinte betonelementen bij veel nieuwbouw- en renovatieprojecten de architectuur naar een hoger plan zullen tillen. Dit beton geeft architecten namelijk extra vormvrijheid.”