De OV-Terminal van Station Arnhem Centraal, ontworpen door architect Ben van Berkel van UNStudio, heeft de European Concrete Award 2016 gewonnen. De jury is enthousiast over de gekromde betonnen platen waarmee het dak van het station bedekt is. De OV-terminal is deels uit beton opgebouwd en deels uit scheepsstaal, en heeft in de Building 13-categorie de concurrentie achter zich gelaten.
Ontwerp en ambities van het Arnhem Centraal-project
Arnhem wordt in opdracht van ProRail en de gemeente gebouwd door bouwcombinatie Ballast Nedam-BAM met diverse onderaannemers. mbX B.V. uit Bergen op Zoom werkte samen met Sorba Projects uit Winterswijk aan de ontwikkeling van de betonnen dakplaten, samen met de architect en de bouwcombinatie. De projecten werden beoordeeld op ontwerp, bouw, visuele verschijning, harmonie met de omgeving en het innovatieve gebruik van beton.
De internationale ECSN-jury koos unaniem voor Arnhem vanwege de organische vormen die zorgen voor complexiteit in de bouw. De nieuwbouw bestaat uit een golvende betonnen onderconstructie gedragen door duizenden voeten die zowel de gebogen dakvorm als de lichtdoorlatende delen ondersteunen. Het dak wordt gezien als een kunstwerk doordat elk stuk glas, beton en staal anders is en elke stap in de realisatie een kunststuk vormt.
Constructie: staal als lichte, flexibele huid boven beton
Naast het dak zijn ook diverse andere constructieve elementen in staal uitgevoerd, met de Fronttwist als het opvallendste element centraal in de hal. De Fronttwist (ook wel “wokkel” genoemd) heeft een hoogte van 16 m en een bovenaanspanwijdte van 26 m. De architect heeft de terminal op basis van de Fronttwist ontworpen; het element geeft beweging en richting aan de ruimte. Door de complexe vormen werd de bouwontwerpvoering uitdagend; tweedimensionale bouwplannen boden onvoldoende informatie, waardoor 3D-BIM-modelleering essentieel werd.
Om de logistieke en technische voordelen te benutten, werd gekozen voor scheepsbouwtechniek in de staalconstructie. CentraalStaal in Groningen vervaardigde de stalen schil door 150 grote secties aan elkaar te lassen. De stalen huid met ribben aan de tegenoverliggende zijde biedt stevigheid, terwijl het dak een vrije overspanning kent van circa 60 m in de ene richting en 40 m in de andere. De combinatie van staal en vormgeving maakt het station een buitengewone hybride van engineering en architectuur.
Voordelen van scheepsbouwtechniek in dit project
De keuze voor staal levert aanzienlijke gewichtsreductie op: het dakweegt uiteindelijk circa 10% van wat een volledig betonnen dak zou wegen hebben. Door het gebruik van scheepsbouwtechniek konden de risico’s van zetting en krimp beter worden gemanaged en kon het gewicht verlaagd worden. Het scheepsbouwprincipe gebruikt een dunne huidplaat, onder meer 10 mm, versterkt door ribben, waardoor de krachtswerking een combinatie is van schaalwerking en buiging. De dragers bestaan uit I-vormige secties met een flens van 300x10 mm en een lijf van 525x10 mm, volledig uit plaatstaal samengesteld en gelast.
De vakbekisting en de vormgeving zijn gerealiseerd met behulp van een flexibele mal: een membraan met hydraulische cilinders bepaalt de contour van het paneel, waarna magneten de randbekisting en ankers plaatsen. De elementen zijn vlak gestort en vervolgens krom gevormd. Deze aanpak maakte het mogelijk om ruim 1.400 dubbelgekromde dakpanelen met hoge precisie te produceren, elk met tolerantie van ongeveer +/- 3 mm in alle richtingen. Voor niet-constructieve delen zoals de balkonranden werden vergelijkbare technieken toegepast met dunne plaatdiktes.
Historiek van uitvoering en uitdagingen
Tijdens de aanbestedingsfase werd ruime discussie gevoerd. Aanvankelijk was het plan om het station volledig in beton uit te voeren, maar dit leek te risicovol en onuitvoerbaar. De oplossing werd gevonden door de constructie deels in staal uit te voeren, met het oorspronkelijke betonnen referentiedesign als basis. De samenwerking tussen architect, opdrachtgever en aannemer leverde een optimalisatie op waarbij overgangen tussen staal en beton werden verplaatst naar architectonisch logische posities.
De integrale samenwerking tussen de verschillende constructies vroeg om een UAV-GC-contractvorm, waardoor varianten ingediend konden worden die het potentieel van staal maximaal benutten. Het scheepsbouwprincipe gaf kamers in de staalconstructie, die op hun beurt benut werden om de staalconstructie aan het bestaande beton te verankeren en vervolgens te vullen met beton. Een enkele aansluiting werd droog uitgevoerd, waarbij ankers in het beton zijn ingebracht en de staalconstructie op gebruikelijke wijze met het beton verbonden is.
Het Dak werd uiteindelijk opgebouwd uit secties die in de montagehal bij de staalbouwer werden gefabriceerd en vervolgens op de bouwplaats werden gemonteerd. Passingen werden verzekerd door het “fit-en-adjust”-principe, waarbij secties op maat werden gefinetuned voordat ze naar de bouwwerkplaats verhuisden. De combinatie van staal en beton heeft geleid tot een relatief licht dak en een integrale constructie die visueel en functioneel een eyecatcher vormt.
Resultaat en erkenning
De OV-Terminal Arnhem Centraal werd bekroond met de European Concrete Award 2016. De jury prees onder meer de innovatieve bekleding van het dak met gekromde betonnen platen, hoewel een groot deel van de constructie in staal was uitgevoerd. Eerdere prijzen volgden al: de A+Award en de Nationale Betonprijs 2015.
In het stedenbouwkundige masterplan Arnhem Centraal fungeert de OV-Terminal als sluitstuk, een samenhangend meerlagenlandschap dat trein, taxi, bus, fiets, parkeergarage en kantoor onder één dak brengt. De organische vormen vereisen een nauwe afstemming tussen ontwerp, constructie en bouwfysica, waardoor de hal als een samenhangend, toekomstgericht transportknooppunt ontstaat. De 1.400 betonnen dakplaten op het dak vormen een opvallende esthetische kenmerk terwijl het skelet in staal lichte en flexibele prestaties levert.
Technische details en materialen
Betonnen dakplaten: het dak bestaat uit 1.400 betonnen dakplaten die een bijzondere uitstraling geven aan het gebouw. Een speciaal mengsel met glasvezelwapening werd toegepast vanwege de dubbele kromming van de elementen. Beton werd gekozen op basis van buigtreksterkte en geleid tot een hoogsterkte betonmengsel, geproduceerd onder gecontroleerde omstandigheden met uniforme kleur. De waterkerende dakbedekking bestaat uit EPDM met daarop een Betopor isolerende laag.
Stalen elementen: de Fronttwist, Backtwist, Flip en Twist zijn sleutelelementen die de dakondersteuning en de ruimtelijke beweging bepalen. De Fronttwist is het meest uitgesproken element en draagt een groot deel van het dak. De secties worden in een montagehal gefabriceerd en ter plaatse gemonteerd, met nauwe afstemming van de aansluitingen op het bestaande beton. De constructie combineert scheepsbouwprincipes met een stalen huid en een geïntegreerde betonnen kern waar nodig.
3D-BIM, 2e orde toetsing en Ansys: vanwege de complexiteit werd er gewerkt met een uitgebreid BIM-model en een rigoureuze 3D-simulatie om de overgang tussen staal en beton logisch te maken. De open verbindingen en de naadloze afwerking van de gevel vereisen een bijzondere detaillering die architectonische en constructieve randvoorwaarden tegelijk respecteert.
Praktische impact en opening
Tijdens de realisatie bleven NS-station en trolleybusstation open voor reizigers. Logistieke planning en fasering bleven cruciaal om overlast te beperken. De OV-Terminal voorziet in ruimte en comfort voor een moderne vervoersknooppunt met capaciteit tot 110.000 reizigers per dag, waardoor Arnhem het grootste station van Oost-Nederland is geworden. De opening werd gevierd met diverse vertegenwoordigers en een officiële inauguratie, waarbij de samenwerking tussen ProRail, NS, het Ministerie van Infrastructuur en Milieu, de gemeente Arnhem, UNStudio en Ballast Nedam-BAM werd geroemd.
Samenvatting van de kernpunten
- Architectuur en constructie: organische, dubbelgekromde betonpanelen gecombineerd met een sterk staalskelet.
- Technische innovatie: scheepsbouwtechniek en flexibele mallen voor nauwkeurige productie van 1.400 panelen.
- Samenwerking: UAV-GC-contract, intensieve afstemming tussen architectuur, constructie en uitvoering.
- Prestaties: prijswinnaar (European Concrete Award 2016) met erkenning voor ontwerp, uitvoering en esthetiek.
tags: #betonelement #dak #arnhem #centraal