Algemene projectomschrijving
Toen de Diamantbeurs in 1911 werd opgeleverd, was het als gebouw en als instituut de bekroning van een bloeiperiode die als een tweede Gouden Eeuw voor Amsterdam gold: de economische opbloei vanaf 1880. Amsterdam was op dat moment uitgegroeid tot een van de belangrijkste centra van de internationale diamantindustrie. Het ontwerp van Gerrit van Arkel was eigenzinnig en modern, zakelijk met zijn strakke ritmische opbouw, maar had ook klassieke allure dankzij de bijzondere klokkentoren en de verfijnde decoraties. Als uniek voorbeeld van ingetogen Art Nouveau is het een erkend Rijksmonument.
De Diamantbeurs was er in het begin van de 21e eeuw niet best aan toe. Door een brand, latere toevoegingen en verstorende ingrepen was er weinig meer over van de oorspronkelijke allure. Om het als hedendaags kantoorgebouw levensvatbaar te maken, zijn alle verdiepingen opnieuw ingedeeld om moderne, flexibele kantoren, horeca en zalen te scheppen. Bovenop het klassieke monumentale gebouw werd van staal en glas een bijzondere, natuurlijke gevormde koepel geplaatst, The High Light. De associatie met een in facetten geslepen diamant legt de band met het verleden. Vanuit die stijlvolle koepel, die in functie, vormgeving en vernieuwend constructief ontwerp de toekomst tastbaar maakt, heeft men bovendien een van de meest spectaculaire uitzichten over de stad.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
Op het dak zijn twee verdiepingen toegevoegd met multifunctionele ruimtes onder een langwerpige koepel. De stalen constructie van de koepel is gevuld met glas en heeft een afmeting van 45x21x10 (lxbxh). In een parametrisch ontwerpproces is de vorm van de staalconstructie bepaald. De ideale vorm bleek een dubbelgekromde vrije vorm.
Bij deze eerste analyses van de berekening van het grid kwam naar boven dat, mede door de forse uitsparingen ter plaatse van de dakterrassen, de onderliggende staalconstructie sterk bepalend was voor de krachtsafdracht en krachtswerking in de staalconstructie van de koepel. Door hoge stalen kolommen in te klemmen in de vloerliggers van de 6e en 7e verdiepingsvloer is een oplegging gecreëerd voor het middendeel van de koepel. Doordat de ondersteunende staalconstructie een lange ‘nek’ heeft, kregen de constructies in het ontwerp al snel de bijnaam giraffe.
De giraffen dragen alle horizontaalkrachten in dwarsrichting van de staalconstructie van de koepel. Deze is stijf ontworpen middels moment vaste verbindingen om diagonalen te voorkomen vanwege ruimtegebruik. De stijfheid van de giraffe-constructies zijn bij de engineering op de constructie van de kap afgestemd. Door vierendeelconstructies te creëren, konden de vervormingen ten gevolge van horizontaalkrachten uit de koepel beperkt blijven.
De giraffe-constructies dragen af op de kolommenstructuur van het bestaande gebouw om de impact op het monument beperkt te houden. Het bestaande onderliggende betonnen casco met metselwerk gevels is verstevigd door zowel de kolommen als de metselwerk penanten en wanden van de achtergevel op te dikken met een gewapende betonhuid. Dankzij de integrale aanpak van koepel, giraffen, en tafel was dit echter de enige zichtbare ingreep in de bestaande constructie en kon het monument van Van Arkel naar zijn voormalige glorie worden hersteld.
De staalconstructie van de koepel bestaat uit een orthogonaal grid voor het middendeel en een diagonaal grid op de koppen. De constructie is opgebouwd uit ongeveer 1000 stalen kokerprofielen van 100x200 mm. Alle profielen zijn gelijk. Door de vorm van de koepel is de hoek voor elk knooppunt echter anders. Dit is opgelost door de kokers exact op maat te snijden middels buislaseren en deze zonder aparte knoop aan elkaar te lassen.
Er is gekozen voor profielen met twee verschillende wanddiktes. Voor het relatief vlakke middendeel, die overspant over de korte zijde van kolom naar kolom, zijn de liggers in die richting uitgevoerd in wanddikte 8. Deze zijn warm gewalst. De overige profielen hebben wanddikte 5 en zijn koud gewalst. Visueel is er geen verschil tussen de profielen.
De gehele constructie van de koepel is opgebouwd uit negentien verschillende gelaste frames met een maximale afmeting van ± 16x3,5x2 m. De frames zijn met een boutverbinding geassembleerd op locatie. Hierdoor konden een grote maatvastheid, hoogwaardige conservering en snelle montage gegarandeerd worden.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
De koepel heeft in principe maar één repeterend constructief principedetail, maar door de vrije vorm is toch elke knoop anders en zijn veel unieke onderdelen nodig. Ongeveer 1000 verschillende stalen elementen en 200 verschillende glaspanelen. Bij kleine wijzigingen in het grid of aan een verbinding zouden alle onderdelen handmatig moeten worden aangepast. Een tijdrovend karwei en foutgevoelig bovendien. Door het ontwerp te automatiseren middels een parametrische tool kon de complexe basisgeometrie omgezet worden naar een rekenmodel en een gedetailleerd productiemodel. Het mooie aan deze werkwijze is dat de uiteindelijke vorm stap voor stap gecontroleerd kon worden en dat in een natuurlijke relatie met het oorspronkelijke ontwerp.
De High Light is een staaltje state of the art architectuur: de koepel is een gridshell, wat betekent dat de constructieve kracht geleverd wordt door de dubbele kromming van de elementen. Een principe dat grote overspanning zonder kolommen mogelijk maakt. Onderscheidend is de manier waarop de koepel zowel een blikvanger en een zelfbewust teken is, maar toch zo licht gemaakt en geplaatst is dat het zich dienend opstelt naar het historische monument.
De opbouw is het resultaat van een innovatief ontwerpproces waarin menselijke creativiteit en kunstmatige intelligentie samengaan. Moderne technieken zijn door het hele proces verweven. De langwerpige koepel, als een nieuwe diamant gevat in een klassieke ring, is dus alleen mogelijk dankzij een gebruik van staal en glas op een werkelijke 21e eeuwse manier.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
De gridshell constructie biedt maximale vormvrijheid en maakt grote overspanningen mogelijk zonder kolommen. Met dit constructieprincipe kunnen de stalen ribben relatief slank worden uitgevoerd en ontstaat er een vrije ruimte, die niet wordt onderbroken door constructieve elementen. Bekleed met glas ontstaat zo een licht ogende, transparante dakopbouw. De opbouw is zelfstandig en staat een stapje terug ten opzichte van de oorspronkelijke gevellijn en los van de koepeltoren. Daar waar de twee nagebouwde torens op het dak staan, zijn de ribben van de stalen constructie weggelaten en is een dakterras aangelegd. Zo lijkt het of de koepel de torens omarmt in een theatraal gebaar. Dit bracht een constructieve uitdaging met zich mee in relatie tot de stijfheid van de constructie. De oplossing werd gevonden in de stijfheid van de krommingen in de koppen van de koepel. In het middendeel is de stijfheid gerealiseerd door een staalconstructie die geïntegreerd is met de vloerconstructie in de tweelaagse opbouw.
In verband met thermische belasting kan de onderrand van de koepel vrij bewegen haaks op de ondersteuningsconstructie. De hoekopleggingen bij de oostgevel zijn wel gefixeerd parallel aan de onderrand.
Bijzondere aspecten uitvoering
Voor de stalen dakconstructie is een file-to-factory werkwijze uitgedacht en doorgevoerd. Met gebruik van deze software komt alle complexiteit automatisch uit de computer rollen: de hoogte, de positie van het onderdeel en de graden. De geometrie van het model is complex, elk onderdeel is anders. De software genereert alle onderdelen en bijbehorende lassamenstellingen.
De onderdelen zijn op een verstelbare mal gemonteerd met in lengte verschuifbare pootjes, ook wel ‘spijkerbed’ genoemd. Met het spijkerbed konden de lassers controle houden op de toleranties. Op het spijkerbed zijn negentien verschillende frames samengesteld en afgelast, met een maximale afmeting van ± 16x3,5x2 m. In een paar maanden tijd is op deze manier het hele dak geproduceerd.
Om zeker te zijn van een correcte maatvoering is een deel van de constructie gepre-assembleerd voor conservatie om zo verrassingen op de bouwplaats te voorkomen. Vanwege het formaat van het transport en de locatie moesten de frames ’s nachts naar de bouwplaats worden gereden. Op de bouwplaats zijn de frames vervolgens in 2 uur ingehesen. De nauwkeurige productie en controle op de maatvoering wierp hier zijn vruchten af. Per dag kon één lasframe vlot geplaatst worden. Daarna werden de koppelelementen geplaatst en alles afgesteld.
De gehele staalconstructie van de koepel is in 2 weken gemonteerd - zonder te zagen, boren, slijpen of lassen op de bouwplaats. Daarna is de constructie voorbereid op de plaatsing van het glas (dit ging om het tweede waterwegsysteem en de glasdragers die het gewicht naar de constructie afdragen) alvorens verder afgewerkt te worden (zetwerk en afkitten van de voegen).
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
Het ontwerp voor Capital C realiseert een paar ingrijpende veranderingen aan het gebouw en de locatie. Een groot en opmerkelijk monument dat in verval geraakt was, verschijnt opnieuw in volle glorie. Er wordt door Capital C een nieuwe, dynamische en hoogwaardige ontmoetingsplek voor vele sectoren in Amsterdam gecreëerd. Het was een naar binnen gericht kantoorkolos geworden, maar met de ontwikkeling van Capital C is er veel veranderd en de locatie aan het Weesperplein radicaal van karakter veranderd. Van een gesloten en nors kantoorgebouw verandert de Diamantbeurs als Capital C als een naar de stad gericht centrum. De evenementenruimte op het dakterras onder de koepel maakt een nieuwe visuele omhelzing van Amsterdam mogelijk. De twee verdiepingen onder de koepel zijn vrij in te delen wat de flexibiliteit en functionaliteit ten goede komt. Een gebouw dat zich kan aanpassen aan de vele vormen van samenkomst en flexibel te gebruiken is, kan gezien worden als een belangrijke toevoeging aan de stad. De Covid-19 pandemie vroeg om een ander gebruik van de High Light. Doordat de ruimte flexibel te gebruiken is en in te delen werd de High Light in korte tijd getransformeerd tot een virtuele studio.
Duurzaamheid
Na een analyse van de zonbelasting hebben de glaspanelen met de grootste zonbelasting ingebouwde zonnecellen, die zowel koeling door schaduw als elektriciteit leveren. Naast het leveren van elektriciteit zorgt het er ook voor dat de zonbelasting in de High Light wordt beperkt waardoor de ruimte minder gekoeld hoeft te worden. Het groene dak fungeert naast de koepel als een regenwaterbuffer en verhoogt de biodiversiteit, filtert fijn stof uit de lucht en houdt CO2 vast.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
Rekening houdend met de belastingen op het bestaande gebouw moest er gestreefd worden naar efficiënt materiaalgebruik. Zo zijn er diverse optimalisaties doorgevoerd in het staal en is er bijvoorbeeld gekozen voor staalprofielen in twee diktes. Visueel is er geen verschil tussen de profielen, maar het bleek essentieel voor een zo slank mogelijke constructie. Het constructieve principe van de gridshell zorgt ervoor dat er zeer licht geconstrueerd kan worden, dit reduceert de hoeveelheid staal dat gebruikt is en het gewicht tijdens transport en montage is hiermee ook tot een minimum beperkt.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
De High Light is voorzien van geïntegreerde zonnecellen die energie opwekken én de zon weren om het binnenklimaat zo comfortabel mogelijk te houden. De 3D geprinte vloer van gerecycled glas van de High Light heeft vloerkoeling-en verwarming.
Mate van overlast (bouwwerkzaamheden) voor mens en dier
Om zeker te zijn van een correcte maatvoering van de staalconstructie, is in de werkplaats een proefpassing gedaan van een deel van de constructie. Hierdoor konden verrassingen op de bouwplaats voorkomen worden. De gehele dakopbouw is uiteindelijk in slechts 8 dagen gemonteerd.
Innovaties op product-, concept- en bouwniveau
Het ontwerp van de ruimtelijke dakopbouw is tot stand gekomen met een parametrisch computermodel dat de geometrie optimaliseert en de productiegegevens produceert. In een speciaal geschreven programma zijn de randvoorwaarden van het ontwerp vastgelegd, waarna de software de ideale vorm heeft gezocht. Hierdoor kon de huidige vorm van de dakopbouw gerealiseerd worden, niet alleen doordat deze technisch haalbaar werd, maar ook kostenefficiënt was. Bovendien kon de vorm op een natuurlijke, gecontroleerde manier worden gegenereerd.
Hoewel de koepel een dubbelgekromd oppervlak heeft, zijn alle glaspanelen vlakke platen wat veel energie scheelt bij de productie en de maakbaarheid en kosten-efficiëntie van het ontwerp optimaliseert.
