Met aluminium kan veel meer dan het maken van kozijnen en gevelbeplating. Bayards engineert en maakt complexe aluminium constructies en produceert ook aluminium gevels. De Fietsgevel in Haarlem is er een voorbeeld van.
“Met aluminium is veel meer mogelijk dan in de bouw gebruikelijk is”, zegt commercieel directeur Dick de Kluijver van Bayards uit Nieuw-Lekkerland. “Andere sectoren doen er veel meer mee. Zo maakt Bayards voor de offshore bijvoorbeeld grote ruimtevakwerkconstructies voor trappenhuizen en supportstructures voor helikopterplatforms. Andere voorbeelden van constructief gebruik van aluminium zijn het chassis van verkenningsvoertuigen voor het leger en rompen voor grote luxe jachten.”
Aluminium is natuurlijk bekend vanwege zijn lange levensduur. Het is een onedel metaal dat heel snel een dichte oxidehuid vormt, waardoor corrosie niet verder gaat. Bij beschadigingen wordt een nieuwe oxidehuid gevormd, die verdere aantasting voorkomt. Maar wat het materiaal ook uitermate geschikt maakt voor de bouw is de constructiesterkte in combinatie met het lage gewicht. “Een profiel in aluminium weegt in principe een derde van precies hetzelfde profiel in staal. Omdat de stijfheid van aluminium echter ook maar een derde van de stijfheid van staal bedraagt, heb je meer materiaal aangenodig. Als je het lijf van het profiel verhoogt tot je dezelfde stijfheid hebt als bij staal, is het profiel uiteindelijk nog de helft lichter dan het staalprofiel.”
“Daarbij zit je in staal vast aan de beschikbare walsprofielen. Aluminium profielen worden geëxtrudeerd en daardoor is de drempel om iets nieuws te bedenken veel lager. Ook kun je een profiel ontwikkelen dat exact aansluit op de behoefte van de constructie. De extrusietechniek biedt verder een hoge nauwkeurigheid. En de kosten van een extrusiemal zijn relatief beperkt. Het is dus technisch en financieel mogelijk om per project een eigen profiel te ontwikkelen.”
Aluminium lamellen
Een opvallend voorbeeld van toepassing van aluminium in de bouw is te vinden in Haarlem. Hier is begin oktober de Fietsgevel geopend. Deze drielaagse fietsenstalling bevindt zich aan de achterkant van het centraal station, aan het drukke Kennemerplein. De meerlaagse stalling heeft een staalconstructie met betonnen vloeren. Opvallend is de gevel. Die bestaat uit aluminium buizen met een ovale vorm en een geribbeld oppervlak. Daarnaast zitten in de gevel opvallende grote schuifdeuren. Ook die zijn van aluminium. Hiervoor zijn plankprofielen gebruikt met een geribbeld en geperforeerd oppervlak, die aan de achterzijde zijn voorzien van verstijvingsprofielen.
De Fietsgevel is een ontwerp van wUrck architecten uit Rotterdam. Dit bureau won al in 2001 de aanbesteding voor het maken van een aantal fietsenstallingen bij het station in Haarlem. Het ontwerp van de Fietsgevel stamt ook al uit 2008 en is in 2013 nog eens bijgesteld. Projectarchitect Ernst van Rijn: “Het is geen gebouw in de zin van het Bouwbesluit. De gevel is geen dichte constructie, ook vanwege brandveiligheid. Wel wilden we het directe zicht op de fietsen afschermen, terwijl we toch nog doorzicht wilden houden naar het achtergelegen station. Dan kom je uit op een lamelachtige constructie. Maar standaard lamellen voor zonwering zijn daar niet geschikt voor. Vooral op de begane grond moeten de lamellen voldoende sterk zijn om beschadigingen te voorkomen. Daarom ook was gepoedercoat staal niet geschikt en rvs is onbetaalbaar. We kwamen uit op aluminium, met een projectspecifiek extrusieprofiel. Omdat we in de gevel graag met één materiaal wilden werken, hebben we ook de schuifdeuren in aluminium gemaakt. Bayards heeft daarvoor een goede oplossing ontwikkeld.”
Maatvastheid
De Fietsgevel laat zien hoe nauwkeurig er gewerkt kan worden met aluminium. De lamellen zijn geplaatst in een onderen bovenregel die eveneens van aluminium zijn. Dit is een speciaal geëxtrudeerde hoeklijn van dik aluminium. Met een computergestuurde machine is hier de vorm van de lamellen exact uitgesneden en zijn per lamel drie boutgaten aange bracht. Deze machine freest de gaten met een dunne frees, in plaats van de gaten te boren. Die techniek is namelijk nauwkeuriger. De vorm van de onder- en bovenregel is tot op de millimeter gelijk aan die van de geëxtrudeerde lamellen. Dat is zelfs zo nauwkeurig dat de ribbels op de lamellen net buiten de uitgesneden vorm blijven. Er zijn drie verschillende onderen bovenregels gemaakt. De h.o.h.-af- stand van de lamellen – en daarmee de transparantie van de gevel – neemt naar boven toe namelijk toe. De h.o.h.-afstanden zijn zo gekozen dat ze alle drie passen in een stramien van 2,48 meter (248, 310 en 413 mm). De geveldelen zijn in dat stramien geprefabriceerd en vervolgens tegen de staalconstructie geschroefd.
Boutverbindingen
De lamellen zelf hebben een ovale vorm, met aan de binnenzijde meegeëxtrudeerde verstijvingen. Daarmee is tevens voldoende vlees gecreëerd voor het indraaien van de bevestigingsbouten. Die worden overigens niet rechtstreeks in het aluminium gedraaid. Er worden namelijk vrijwel altijd bouten van rvs toegepast, omdat die sterker zijn dan bouten van aluminium. Maar bouten van rvs zouden in aluminium compleet vast komen te zitten en de schroefdraad zou worden aangetast. Om dat te voorkomen wordt gebruikgemaakt van zogenaamde helicoils. Dit is een rvs-schroefhuls die in een tapgat in het aluminium wordt ingelaten. Die schroefhuls gaat vastzitten in het aluminium, terwijl de rvs-bouten er altijd weer uit te draaien zijn. Op die manier zijn onderdelen dus blijvend demontabel en vervangbaar. Dat maakt het bijvoorbeeld mogelijk om grote constructies zoals trappentorens voor de offshore en zelfs complete helidecks aan te bieden als bouwpakketten, die zo wereldwijd kunnen worden afgezet.
Brugdekprofielen
De grote schuifdeuren in de Fietsgevel zijn samengesteld uit aluminium plankprofielen die Bayards eerder heeft toegepast in de door Renzo Piano ontworpen Nichols Bridgeway in Chicago en – dichter bij huis – in de steigers bij de drijvende woningen in IJburg. De platen hebben aan de achterzijde verstijvingsprofielen. De plaat komt met de verstijvingsprofielen als één geheel uit de extrusiemal.
Ook zijn ribbels opgenomen in het oppervlak. Dit maakt het mogelijk om overdwars het oppervlak in te zagen, waardoor perforaties ontstaan. Voor de brugdekken zijn die nodig om het hemelwater af te voeren. In de Fietsgevel geven ze enige transparantie aan de grote deuren.
Het aluminium voor de Fietsgevel is overigens geanodiseerd. Vaak wordt het aluminium brut (onbehandeld) toegepast. “Anodiseren is een esthetische keuze. Het oppervlak wordt er egaler van en dat vinden veel architecten mooi. Ook wordt de oxidehuid er iets sterker van.”
Grote vloerplaten
Vergelijkbare geëxtrudeerde plankprofielen als die van de Fietsgevel en de brugdekken in IJburg en Chicago, zijn de basis van grote platen, die Bayards produceert en toepast in onder meer de bouw van luxe jachten. Vanwege de extrusietechniek zijn deze plankdelen in breedte beperkt tot circa 60 cm. Bayards plaatst vervolgens vijf planken naast elkaar die met een speciale lastechniek worden samengesteld tot één grote plaat van circa 12 x 3 meter. Dat gebeurt met friction stir lastechniek. Als je aluminium op de gewone manier gaat lassen, zou door de enorme warmte-inbreng geen vlak geheel worden bereikt. Bij friction stir lassen worden de platen tegen elkaar gelegd en gaat er een frees als een soort mixer door de las. Daarmee wordt het materiaal verhit tot het stroperig wordt en met elkaar vermengd wordt. Dat gebeurt bij een temperatuur van circa 550 °C, terwijl aluminium pas bij een veel hogere temperatuur smelt. Met deze manier van lassen ontstaat een sterkere verbinding waarvan de eigenschappen precies gelijk zijn aan die van het materiaal zelf.”
Bouwpakketten
Met de technieken die Bayards in huis heeft stelt het bedrijf complete bouwpakketten samen voor onder meer de offshore. Verscheping gebeurt middels zeecontainers. Complete trappentorens en helikopterplatforms worden zo getransporteerd dat ze op locatie alleen nog maar in elkaar gezet hoeven te worden. Dat gebeurt geheel met boutverbindingen. “Als je dat met staal doet beschadigt het altijd en je kunt het staal in de verbindingen niet meer schilderen. Vooral voor de offshore gaat dat problemen geven.” Ook de draagconstructie van trappentorens en helidecks zijn van aluminium en worden gemaakt met boutverbindingen. “Dat werkt wel iets anders dan met staal. Voor de schoren werken we bijvoorbeeld met dubbele U-profielen, die we in de hoeken van de constructie vastbouten aan het lijf van een T-profiel.”
Voor offshore en helideks op ziekenhuizen is aluminium ideaal, omdat het een licht materiaal is dat corrosiebestendig en onderhoudsvrij is doordat geen verflaag nodig is. “In de offshore is het schilderen van staalconstructies een enorme kostenpost die jaar in jaar uit terugkomt.”
Eigenschappen
Aluminium is er in allerlei legeringen, met verschillende eigenschappen. De keuze daarin is zeer groot. “Voor het chassis van de verkenningsvoertuigen voor het leger gebruiken we bijvoorbeeld aluminium 7000. De eigenschappen daarvan zijn bijna gelijk aan die van staal.”
Aluminium is ook goed en oneindig te recyclen. “De recycling van staal kost veel energie en ook moet je eerst de poedercoating en de verzinklaag verwijderen. Aluminium kun je met veel minder energie eenvoudig vermalen en dan is het weer nieuwe grondstof.” Daar staat wel tegenover dat de eerste winning van aluminium een energie-intensief proces is. Maar voor de recycling is vervolgens nog maar 5% van de originele energie nodig. En dat is gunstig voor de milieuclassificatie van aluminium.”
“Qua kosten zijn onze constructies op de lange termijn altijd goedkoper, rekening houdend met specifieke voordelen als onderhoud en recyclability.”
Kennis
Bayards is een bedrijf dat al vanaf 1963 bestaat en zich vanaf 1965 nog uitsluitend met aluminium bezighoudt, in heel verschillende branches als de bouw, luxe jachtenbouw, defensie en offshore. Het bedrijf heeft verkoopkantoren over de gehele wereld, maar houdt de engineering en bij voorkeur ook de productie in eigen land (Nieuw-Lekkerland en Heijningen). Dit vanwege kwaliteitsbewaking. “Door voortgaande innovatie in de productie kunnen we ook op tegen de lagelonenlanden. We blijven investeren in nieuwe technologie, zowel in machinepark als de engineering, waardoor het kwaliteitsniveau te allen tijde enorm hoog wordt gehouden.”
Bij Bayards werkt een team van circa 45 mensen op de engineering. Daarnaast is er een kwaliteitsafdeling en zijn er lascoördinatoren werkzaam, die toezien op een gecertificeerde hoge laskwaliteit. “We zijn inmiddels eigenlijk hét kennisinstituut voor aluminium. Als we nieuwe mensen binnen krijgen, leiden we ze eerst ook zelf op. Kennis van hoogwaardige toepassingen van aluminium zit veelal alleen bij grote spelers zoals Audi en Airbus. Ook in de bouw is weinig kennis van aluminium. Het gaat bij opleidingen voor constructeurs vooral over beton en staal en dan nog 10 procent over andere materialen, waarvan aluminium er één is.”
En wat Bayards betreft wordt het hoog tijd dat daar verandering in komt. “Aluminium is een heel geschikt materiaal voor toepassing in de bouw. Niet alleen maar voor gevelbeplating en kozijnen, maar ook voor grotere en complexere constructies. De mogelijkheden zijn oneindig. Het is dus nu aan architecten om er esthetische vormen bij te bedenken.”
Foto’s: Bayards en Henk Wind
