In opdracht van het Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie verrijst in 2012 een bijzondere expositieruimte op het Floriadeterrein in Venlo: My Green World. De houten constructie van het 'ontkiemende boontje' is gemaakt op basis van het zogeheten Zollinger-principe. Om de duurzaamheidsfactor van het project te verhogen verzocht de opdrachtgever om het benodigde kunstlicht te beperken.

Geprefabriceerde dubbel gekromde frames, samengesteld uit Kerto-Q fineerhout, vormen samen een stabiele constructie. Ook de puntsgewijze ondersteuning van de houten hellingbaanvloer is vernieuwend. De planning was uitdagend. Binnen een half jaar na het gereedkomen van het voorlopig ontwerp wordt het Rijkspaviljoen opgeleverd.

Na tien jaar vindt de Wereld Tuinbouw Expo, dikwijls de Floriade genoemd, plaats in het Limburgse Venlo. Deze stad staat bekend als aanhanger van Cradle to Cradle principe. Het internationale tuinbouwevenement, waaraan veertig landen meedoen, wordt sinds 1960 georganiseerd. Het Floriadepark is 66 hectare groot en bestaat uit vijf themavelden, van elkaar gescheiden door bosgebied: Relax & Heal, Green Engine, World Show Stage, Environment en Education & Innovation.

Van 5 april tot en met 7 oktober 2012 kunnen miljoenen bezoekers genieten van het park en de diverse paviljoens. Dagelijks vindt er een cultuurprogramma plaats met aandacht voor muziek, dans, theater en beeldende kunst. Een ode aan de tuinbouw, de grootste industrie van Nederland.

My Green World

Het 35,2 meter lange, 15 meter hoge en 14,4 meter brede Rijkspaviljoen heet officiëel My Green World. Het gebouw met 1200 vierkante meter gebouwschil vormt één van de landmarks van het themaveld Education & Innovation. Het publiek kan hier ervaren hoe Nederlandse innovatie een bijdrage levert aan verbetering van de waterkwaliteit, energietransitie, voedselzekerheid, agrologistiek en leefomgeving. In het Rijkspaviljoen wordt ook de wisselwerking tussen overheid, bedrijfsleven en kennisinstellingen in beeld gebracht. Het opvallende Rijkspaviljoen voorziet straks in eigen energie, mede door het gebruik van een vergistingsinstallatie.

Na zijn eerste gebruik  tijdens de Floriade krijgt het gebouw een tweede leven. Er wordt gesproken over een bedrijfsverzamelfunctie voor innovatieve organisaties. In dat geval zou het paviljoen geïsoleerd  kunnen worden en worden voorzien van een  coating voor langere termijn.

Het gebruik van duurzaam geproduceerd hout voor de constructie, dat 100% hernieuwbaar en recyclebaar is, past eveneens bij het duurzame karakter dat het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie beoogt.

2D3D, bureau voor 2- en 3- dimensionale vormgeving, maakte het architectonische ontwerp van het dubbel gekromde gebouwvolume, dat geïnspireerd is op een uit de aarde ontkiemend boontje en daarvoor licht, lucht, warmte en water nodig heeft. De geometrische vorm is te beschrijven als een in hoogte en breedte uitgerekte ellipsoïde. Ook bedacht het ontwerpbureau 2D3D de interne indeling van het paviljoen.

Het houten symbool van vernieuwing, dat de concurrentie- en innovatiekracht van de Nederlandse tuinbouw presenteert, staat op een betonnen funderingsplaat (fundering op staal) die is ingebed in de vruchtbare aarde. De innovatieve constructie is zowel aan de buiten-  als de binnenkant in het zicht gelaten.

Innovatieve schaalconstructie

Al vroeg in het ontwerpproces werd gekozen voor een transparant gebouw met een houten draagconstructie. Diverse ontwerpvarianten passeerden de revue. Uiteindelijk koos het regieteam op voorspraak van het Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie voor een door Metsä Wood Holland (voorheen Finnforest) voorgestelde zelfdragende Kerto carrosserie, gebaseerd op het Zollinger principe. Hierbij wordt een ruimtelijke vorm gecreëerd met een groot aantal relatief kleine elementen.

De schil van deze vorm bestaat uit een 27 mm dikke huid van Kerto- Q, geschroefd en verlijmd op een raamwerk van rand- en tussenribben van 69 × 600 mm en diagonalen  van 69 × 200 mm. De ribben zijn aan elkaar verbonden met  Spax schroeven: volle draadschroeven, met een diameter van 10mm. Overal waar de ribben van een element op elkaar aansluiten, zijn minstens vijf van deze schroeven boven elkaar ingeschroefd.

De verbindingen tussen de elementen onderling  geven alleen normaal- en dwarskrachten door. Er wordt over het algemeen volstaan met boutverbindingen; tot 7 bouten met een diameter van 16mm per aansluiting.  Op enkele zwaarder belaste situaties zijn extra verbindingsmiddelen toegevoegd.

Door de configuratie van de elementen ontstaat desondanks een stijve schil, welke de belasting afdraagt naar de fundering.  De gekozen oplossing is passend , efficiënt en innovatief; voor het eerst in Europa is met deze constructiemethode een dubbel gekromd gebouwvolume gerealiseerd.

Het bouwteam koos voor een iets grover ontwerp dan het fijnmazige aanvangsconcept van 2D3D. Dit om voldoende stijfheid te creëren en binnen planning en budget te blijven. Immers hoe meer houten frames, hoe meer handelingen en tijd ermee gemoeid gaan.

Frezen met precisie

Hoofdconstructeur ABT zette de softwarepakketten Rhino en Revit in om de bouwkundige invulling van de schil, vloeren en wanden en de betonnen ondervloer te definiëren en een basis te leggen voor verdere detaillering. De houtconstructeurs van GLC Zuid en STEP  Engineering gebruikten vervolgens het tekenprogramma 3D CADwork voor de productie en prefabricage van de houten Kerto onderdelen. Het hout werd onder de exacte (continu verlopende!) hoeken, krommingen en  afmetingen  gefreest  door Metsä Wood Merk in Duitsland (onder andere bekend van de Parasol Metropol in Sevilla). De hier ingezette robot heeft een kleine 1000 onderdelen  gefreest om uiteindelijk te komen tot 138  unieke elementen;  de grootste met  afmetingen van 5,6 meter lang en 1,8 meter breed,

De ribben zijn uit 69 mm dikke  Kerto Q platen van 2,5m breed en 12m lang gefreest. Door  gebruik te maken van deze grote basisplaten is de hoeveelheid zaagafval tot een minimum beperkt. In de uiteindelijke situatie volgen de optredende krachten in de constructie de kromming van de ribben. De normaal- en dwarskrachten lopen dus niet  parallel aan de hoofdvezelrichting. Dit resulteert in spanningen in de dwarsrichting van de ribben (haaks op de nullijn). Doordat ongeveer 20% van de fineren in een Kerto Q plaat in deze dwarsrichting liggen, worden deze spanningen met gemak opgenomen. Splijten wordt voorkomen en er kunnen zo hoge netto sterktes aan de ribben ontleend worden.

Voor de huid is ook Kerto- Q gekozen. De meeste vezels lopen in lengterichting van het element, met de ribben mee. Dit heeft een gunstige invloed op de krachtswerking van het hele element. De dwarsfineren maken het mogelijk dat het geheel als plaat fungeert. Deze fineren vangen de puntlasten op in het midden van de elementen.

Doordat er vooraf nauwkeurig gaten in de randen waren geboord, konden de panelen eenvoudig worden gesteld en gefixeerd. De onderste rij panelen rust op een ring van Kerto- Q, ingebed en verankerd in de betonnen  funderingsplaat.

Slimme vloeren

De ingang bevindt zich aan de zijkant van het paviljoen. Hier komen dagelijks duizenden bezoekers via een bruggetje in de hoge ruimte. Vanaf dit niveau lopen de bezoekers naar beneden langs de verschillende exposities. Op het onderste niveau bevinden zich behalve de expositieruimte ook een keuken, kantoor en toiletten. De niveaus zijn onderling verbonden met twee flauwe (1:20) hellingbanen, die toegankelijk zijn voor minder validen. De uitgang bevindt zich op het onderste niveau. Hier splijt het ontkiemende boontje zich open.

De vloer werd eerst gebouwd, omdat anders de gebouwschil in de weg zou staan. De 207 mm dikke constructieve Leno hellingbaanvloer (opgebouwd uit 7 lagen kruislings verlijmde vurenhouten lamellen) wordt grotendeels puntvormig ondersteund door in een V-vorm staande kolommen gelamineerd vuren hout van 200 bij 300 mm. Doordat de kolommen onder een hoek staan, ontstaan driehoeken die de vloerconstructie stabiliseren. De manier van ondersteunen van dit type vloer, puntvormig in plaats van lijnvormig, is een bijzonderheid in de houtbouw. De kolommen  steunen  middels stalen schoenen af op de betonnen onderconstructie. 

Leno garandeert met zijn verlijmde lamellen een hoge dimensiestabiliteit, sterkte en stijfheid. De 29 Leno elementen, met afmetingen tot 11,6 × 3,7 m,  zijn  vanwege de gewenste schijfwerking middels een zogenaamde halflap verbinding  gekoppeld.

Experimenteel project

Het experimentele project is in een korte tijd, zonder vastomlijnd bestek, gerealiseerd. Vooral de tijdsdruk op de paneelprefabricage en de bouw was groot. In ongeveer een half jaar werd het project uitgewerkt tot werktekeningenniveau en werd het opvallende gebouw opgericht. In een korte periode moesten veel knopen worden doorgehakt. Een gedeelte van de houtconstructie werd vooraf in een mock-up opgebouwd, om te verifiëren en te illustreren dat het ontwerp haalbaar was.

Uit de eerste constructieberekeningen met een eindige elementen programma kwam naar voren dat onderin plaatselijk hoge spanningen ontstaan. Dit komt doordat de het 'ontkiemende boontje' de neiging heeft om onder eigen gewicht te vervormen. Hiernaast zorgen de scheefstand en de uitkraging voor extra spanningen. Om deze krachten op te vangen werd de constructie plaatselijk  versterkt met trekstangen en dubbele ribben. De trekstangen zijn met stalen schoenen aan de houten frames bevestigd. Deze schoenen zijn doorgekoppeld om de spanningen op te kunnen vangen. Ook rondom de deuropeningen zitten dubbele ribben om de krachten om te leiden.

Optimale daglichttoetreding

De houten frames kennen een oranje kleur om de link met Nederland te benadrukken. Deze coating op het vurenhout heeft een beschermende functie tegen weersinvloeden. Speciale kit bovenop een compriband sluit de naden tussen de frames.

Om de duurzaamheidsfactor van het project te verhogen verzocht de opdrachtgever om het benodigde kunstlicht te beperken. Het paviljoen staat in lengte- en breedterichting onder een hoek richting de zon. Hierdoor ontvangt het gebouw optimaal zonlicht. Middels een studie met behulp van het programma Ecotect toonden de ontwerpers aan dat de lichttoetreding overdag voldoende is op de meeste plaatsen van de vloeren. De 49 raamopeningen zorgen daarvoor. Aan de hand van deze studie werd de invulling van de tentoonstellingsruimte bepaald. 's Avonds zorgen led lampen voor verlichting.

Voor het toepassen van dubbelgekromd glas werd niet gekozen. Voor koud vervormde ruiten waren de kromtestralen te klein en voor warm vervormde ruiten waren de levertijden te lang en de kosten te hoog. Houten latten fungeren als glaslijsten. De positie en lengte van de latten genereerden de ontwerpers eenvoudig uit het 3D model. Hiertegenaan worden de rechte ruiten bevestigd.

Het Rijkspaviljoen vormt zich tot één van de landmarks op de Floriade.

Projectgegevens

Locatie: Floriade, Venlo

Bouwperiode: september 2011 - maart 2012

Opdrachtgever: Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie, Den Haag

Architectonisch ontwerp: 2D3D, bureau voor 2- en 3-dimensionale vormgeving, Den Haag

Hoofdaannemer: Bouwbedrijf Willems, Venlo

Hoofdconstructeur en directievoering: ABT bv, Velp

Detail-engineering, assemblage, levering: GLC houtconstructies Zuid bv, Sint-Oedenrode / STEP Engineering, Emmen

Voorontwerp draagconstructie: Metsä Wood

Productie & bewerking Kerto & Leno: Metsä Wood