Een omarming van publiek én artiest op het podium. Zo omschrijft architect Wessel van Beerendonk het ontwerp dat Studio RAP maakte voor de Grote Zaal van het nieuwe Theater Zuidplein in Rotterdam. De akoestische wanden van de zaal met 600 zitplaatsen zijn gematerialiseerd in zesduizend unieke, driehoekige panelen van aluminium composiet – een onverwachte materiaalkeuze voor een theaterzaal. Met algoritmes zijn deze driehoeken zo gepositioneerd dat een optimale akoestiek is verkregen. Daarbij breken de rode wanden het licht op in ontelbare kleurtonen, wat een dynamisch, toch subtiel en warm kleurenspel oplevert. “Dit geeft een enorme variëteit aan het ontwerp. Waar je ook kijkt, je ziet overal iets anders.”
Cultuurcomplex ontworpen door De Zwarte Hond
Theater Zuidplein is een nieuw cultuurcomplex in RotterdamZuid ontworpen door architectenbureau De Zwarte Hond en gerealiseerd door de bouwcombinatie Heijmans en Ballast Nedam. Studio RAP ontwierp de zaalwanden van het interieur van de grote theaterzaal. Het jonge Rotterdamse bureau, opgericht in 2015, maakte hierbij gebruik van parametrische ontwerpsoftware. “We ontwierpen een algoritme die de duizenden driehoeken genereerde. Wanneer we een variabele van het algoritme aanpassen, veranderen alle driehoeken, details, achterconstructie en de productiedata automatisch mee. Bij de variabelen van het algoritme moet je denken aan de zichtlijnen van het publiek op het podium, de afmeting van de toegangsdeuren, de afmeting van de zaal, de lichtkoven en natuurlijk de akoestiek. Dus als een entreedeur plots 30 centimeter hoger moet worden, dan berekent de computer welk effect dit heeft op de vorm en de akoestiek en past automatisch de productiedata aan.”
Akoestisch ontwerp
Voor het akoestisch ontwerp van de zaal werkte Studio RAP nauw samen met het internationale ingenieursbureau Arup. Zij borduurde verder op de algoritmes zodat de hoofdvorm van het ontwerp geoptimaliseerd kon worden voor de beste geluidsreflecties. “Met geavanceerde software is berekend welk effect een bepaalde kromming in het ontwerp van de wand heeft op de weerkaatsing van het geluid van een spreker of muzikant op het podium richting het publiek. Daarna is deze hoofdvorm vertaald naar kleinere driehoeken die op hun beurt weer gemanipuleerd worden. Daar waar zuivere weerkaatsingen gewenst zijn, liggen de driehoeken in elkaars verlengde. Daar waar juist diffuse weerkaatsingen gewenst zijn, vormen de driehoeken een 3D-landschap. Je wil voorkomen dat de akoestiek verschilt per zitplek in de zaal. Door de vorm van het ontwerp als het ware digitaal te kneden kun je dit van te voren voorkomen. Waar wil je directe weerkaatsing van het geluid, waar moet het geluid juist verstrooid worden? Dat zijn cruciale vragen, want uiteindelijk verdient elke bezoeker eenzelfde akoestische beleving. Hiervoor zijn in het digitale ontwerp van Studio RAP en Arup een zestal virtuele geluidsbronnen op de bühne gezet, die geluidsgolven in de vorm van stralen de zaal in schieten. Op deze manier boots je de werkelijkheid na en kun je de vorm digitaal laten kneden door de computer.” Het ontwerp is een mix van ronde natuurlijke vormen en harde geometrie. Het ontwerp oogt digitaal maar tegelijk organisch. “Het patroon van de driehoeken is willekeurig, zoals een glitch op een computerscherm. Twee aansluitende vlakken die niet in elkaars verlengde liggen, krijgen door de andere hoek van lichtinval een andere kleurtint.” Nog een voordeel van parametrisch ontwerpen is dat de productiedata automatisch wordt gegenereerd. “Naast vormvrijheid en de perfecte akoestiek levert dit ook tijd- en kostenbesparing op.
Realisatie driehoeken
Voor de realisatie van de driehoeken zijn aluminium-composiet sandwichpanelen gebruikt, die eenvoudig zijn te bewerken met een CNC-machine. De sandwichpanelen bestaan uit twee dunne lagen aluminium van een halve millimeter met daartussen 5 millimeter kunststof. Door de platen met een V-frees te bewerken kunnen eenvoudig naden gefreesd worden. Zo konden de driehoeken voorzien worden van randen die gevouwen konden worden. Deze randen geven de driehoeken stijfheid en voorzien in de mogelijkheid om een gatenpatroon voor de onderlinge bevestigingen toe te voegen. De driehoeken zijn koud tegen elkaar bevestigd met popnagels. Iedere driehoek heeft een uniek nummer, op de randen staat het nummer van de aangrenzende driehoek met de hoekverdraaiing van de rand.
6000 unieke driehoeken
Zo konden de 6000 unieke driehoeken op eenvoudige wijze aan elkaar bevestigd worden. “Het gatenpatroon in de randen van een driehoek komt exact overeen met het gatenpatroon van de aangrenzende driehoek. De driehoeken kunnen dus maar op een manier aan elkaar bevestigd worden.” En waar Van Beerendonk misschien wel het meest trots op is van het hele project: “De platen zijn gemonteerd met nul millimeter tolerantie, zonder ook maar één 2D-tekening te maken. Binnen budget en tijdsbestek. Je ziet nauwelijks verschil tussen de computerrendering en een foto van het eindresultaat.”
Digitale workflow
Het project is gerealiseerd volgens een complete digitale workflow, van ontwerp tot en met de realisatie. Binnen het parametrische ontwerp van Studio RAP heeft Arup haar akoestische optimalisatiestudie en geautomatiseerde constructieve berekeningen uitgevoerd. Met behulp van deze analyses en constructieve berekeningen was Studio RAP in staat alle productiedata voor de aannemer Aldowa te genereren. “Het voordeel van deze werkwijze is dat alles digitaal en daarmee variabel blijft. Dit maakt het mogelijk om tot laat in het realisatieproces probleemloos wijzingen door te voeren. Ook kunnen op deze manier eenvoudig verschillende ontwerpscenario’s getoetst worden op planning, technische en financiële haalbaarheid.”
3D-geprint keramiek
De grote uitdaging was het digitale ontwerp naadloos te laten passen op de analoge, architectonische schil van het theater. “Wij kunnen op de computer alles tot op de millimeter berekenen. Maar de bouw van de zaal wijkt soms af van de bouwtekening, omdat een deur net een beetje is verschoven. De situatie is daarom 3D-ingemeten. Dit zijn twee compleet verschillende opvattingen over het bouwproces die elkaar in de praktijk raken. Onze ambitie is om complete gebouwen volgens onze digitale workflow te realiseren. Dat levert de eindgebruiker en de opdrachtgever een beter gebouw op.”
Studio RAP voorloper in integratie van digitale technieken
Studio RAP is voorloper in de integratie van digitale technieken als parametrische software en 3D-printen in het bouwproces. De acht werknemers zijn allemaal architect maar met hedendaagse specialismes. “Iedereen beschikt over een serieuze set digitale skills, zo kunnen de meeste programmeren en hebben kennis van digitale productieprocessen. Dat moet ook wel want het ene project realiseren we met 3D-print-technologie, terwijl een ander project met computergestuurde freesmachines geproduceerd wordt. Een meerjarig project waaraan Studio RAP werkt, is het realiseren van een 3D-geprint huis van beton en een woontoren waarvan de gevel bekleed wordt met 3D-geprint keramiek. Een voorschot daarop is het project Poortmeesters in Delft. “Daarvoor hebben we New Delft Blue bedacht, 3Dgeprint keramiek. Elke tegel is uniek, en laat de ongekende mogelijkheden van parametrisch ontwerpen zien, net als de wandpanelen in de theaterzaal. Alleen vervaardigen we deze tegels zelf. Daarmee hebben wij als architect de volledige regie over het bouwproces.”
Projectgegevens
Project: Grote Zaal Theater Zuidplein
Locatie: Zuidplein Rotterdam
Architect: Studio RAP
Technisch advies: Arup
Hoofdaannemer: bouwcombinatie Heijmans – Ballast Nedam
Aannemer zaalwanden: Aldowa
Voornaamste toeleveranciers: Alucoil
Vloeroppervlakte: circa 1000 m2
Bruto inhoud: circa 20.000 m3
Oplevering: mei 2020
Tekst: Jeroen Junte
Fotografie: Pim Top
Schrijf je in voor de nieuwsbrief
Ontvang iedere week het laatste nieuws en informatie op het gebied van architectuur in uw mailbox.
Gerelateerd
Tags:
de Zwarte Hond,
ontwerp,
Studio RAP,
theater