themaTijdelijk en permanent slim gecombineerd5201210themaTijdelijk enpermanent slimgecombineerd1Olympisch Stadion in Londen wordt na de Spelen deels ontmanteldTijdelijk en permanent slim gecombineerd 52012 11De uitdaging voor de Olympic Delivering Authority (ODA)was om faciliteiten te realiseren die voldoen aan de ambities oplange termijn, ook voor wat betreft de vormgeving. Tegelijkertijd moest het plan tegemoet komen aan de behoeften op kortetermijn en de bijbehorende unieke technische eisen voor deperiode tijdens de Spelen. Uitgangspunt was dat permanentefaciliteiten alleen mochten worden gerealiseerd als de behoeften op lange termijn duidelijk konden worden gemaakt. Dit opbasis van sport en businessplannen voor het postOlympischetijdperk.Dit uitgangspunt resulteerde in de opdracht voor een stadionmet een capaciteit van 80 000 toeschouwers tijdens de Spelenmet de flexibiliteit om daarna te kunnen worden omgebouwdtot een atletiekstadion voor 25 000 bezoekers. Dit was eenenorme uitdaging voor het ontwerp, want ombouwen van eenstadion op deze schaal is in de wereld nog nooit eerder gedaan.De ontwerpers moesten rekening houden met de verschillendeeisen voor de beide situaties. Om aan de duurzaamheidsdoelstellingen te voldoen, moesten voor het tijdelijke deelmaterialen en onderdelen worden gebruikt die konden wordenhergebruikt of gerecycled. Voor het permanente deel warenjuist de levensduur, lage onderhoudskosten en lage energiekosten van belang.Naast de eisen voor duurzaamheid en aanpasbaarheid bestonder ook een gedetailleerd eisenpakket voor de accommodatiesvoor atleten en officials, zoals ruimten voor dopingcontroles,medische ruimten, een mediacentrum en ontmoetingsruimtenvoor stewards.Ligging en vormIn april 2008 is een consortium, bestaande uit de hoofdaannemer, de constructeur, de architect en de landschapsarchitect,benoemd als het ge?ntegreerde ontwerp en constructieteam.Voor de ontwikkeling van het concept speelden alle onderdelenvan de opdracht een rol. Bepalend voor de vorm waren tochvooral de locatie, de komvormige tribune, de stadionafmetingen en het dak [1].Het stadion ligt in het Olympisch Park, een 2,5 km2grootterrein aan de oostkant van Londen. Het terrein voor het sportcomplex zelf is omringd door waterwegen, waardoor er sprakeis van een soort eiland (foto 1). Hierdoor was de ruimtebeperkt, hetgeen een uitdaging vormde voor het ontwerpteam.De uiteindelijke constructie is extreem compact en intiem vanvorm en substantieel kleiner dan voorgaande OlympischeStadions zoals die van Sydney en Beijing. Dit is mede mogelijkdoordat de buitenzijde van het stadion zelf vrij steil naarbinnen toe loopt. Door deze aanpak past het bouwwerk goedop het eiland en is er zelfs nog voldoende ruimte om hetgebouw heen voor het verkeer van mensen.De belangrijkste beslissing in het ontwerpproces was het invulling geven aan het tijdelijke karakter van een deel van hetstadion en het verplaatsen van de meeste bezoekersfaciliteitenvan binnen de constructie naar het gebied rondom het bouwwerk. De arena zelf kon daardoor zeer licht worden ontworpen.Het is het lichtste stadion van deze omvang ter wereld. Hetresulteerde bovendien in een gigantische reductie in massa vanhet gebouw, en ook in de embodied energy (energieinhoud)van de constructie.Een van de belangrijkste blikvangers van deOlympische Spelen in Londen is haast vanzelfsprekend het Olympisch Stadion. Hier vinden deatletiekwedstrijden en de prestigieuze openings ensluitingsceremonie plaats. Het is ontworpen om nade Spelen te worden omgebouwd tot een beduidendkleiner atletiekstadion. Door innovatief gebruik vanpermanente en tijdelijke constructies kan de capaciteit van 80 000 zitplaatsen tijdens de Spelen wordenafgebouwd tot 25 000 daarna. Dit is mogelijkgemaakt door een permanente, verdiepte betonnenkom met daarboven een verwijderbare stalen ring.1 Het Olympisch Stadion op de eilandlocatiemet de bezoekersfaciliteiten buiten dehoofdconstructiefoto's: London 20122 Doorsnede van het stadion: permanente zit-plaatsen in het betondeel, de tijdelijke stalenringconstructie daarboven en de bezoekers-faciliteiten op het plateau buiten het stadionbron: ICE: Civil Engineering2Tijdelijk en permanent slim gecombineerd5201212themagemaakt van een licht stalen frame met spanten die de tribunesdragen (foto 3). De vorm van de constructie sloot goed aan bijde gewenste vorm. De constructie was bovendien relatief goedkoop en eenvoudig aan te brengen. Er is veel aandacht besteedaan de detaillering. De staalproducenten hadden een belangrijke inbreng bij het bereiken van een maximale repetitie voorde componenten en uitvoering. De geometrie van de constructie was met driedimensionale modellen door de ontwerper aande staalleverancier aangeleverd.In de eerste ontwerpconcepten was de ring nog uitgedacht alseen grote steigerconstructie. Het bleek echter dat het huren vaneen dergelijke constructie voor 55 000 zitplaatsen niet haalbaarwas en in termen van duurzaamheid ook geen voordeelopleverde ten opzichte van een op maat gemaakte constructie.Ook constructief gezien, met het oog op de vrije ruimte op deniveaus eronder, was een steigerconstructie niet geschikt.Alle faciliteiten liggen op het plateau achter de tijdelijkeconstructie. Aan de westzijde is er ruimte voor diverse restaurants, met in totaal 400 plaatsen, 700 kamers en meer dan7000 m2ruimte voor toekomstige gebruik (fig. 2).Door de accommodatiefaciliteiten bij de bovenste ring weg tehalen, werd de brandbelasting aanzienlijk gereduceerd. Enhoewel volgens de regelgeving voor een dergelijke constructienog steeds uitgebreide brandbeschermende maatregelen zijnvereist, konden deze met een `fireengineering'benaderingaanzienlijk worden beperkt.Definitief ontwerpDe architect ontwikkelde een verdiepte komvormige arena. Detotale constructie bestaat uit twee ringen, die in dwarsdoorsnede uit driehoeken bestaan (fig. 2). De onderste ring is eenpermanente ring met 25 000 zitplaatsen, de bovenste ring met55 000 zitplaatsen is demontabel. Deze splitsing leverde grotevoordelen op voor de latere ombouw.De onderste ring is een betonnen constructie die verdiept isaangebracht. Deze constructie is gefundeerd op 5000 palen tot eendiepte van 20 m. Er zijn verschillende paalsystemen toegepast.De bovenste ovale ring is in totaal 315 m lang, 256 m breed en60 m hoog. Om het demonteren mogelijk te maken, is deze34Tijdelijk en permanent slim gecombineerd 52012 13LichtontwerpDe stadionverlichting was ontworpen om te voldoen aan delaatste eisen voor optimale televisieuitzendingen. Het ontwerpvoor de veertien 30 m hoge en 34 ton zware verlichtingsunitswas een uitdaging. Een 650 tons kraan was benodigd om de34 ton wegende piramidevormige verlichtingsconstructie op de70 m hoge dakconstructie te plaatsen (foto 5). Er is gebruikgemaakt van een tijdelijke afsteuning naar achteren. Zodra alleverlichtingselementen waren geplaatst, konden de permanentestabiliserende kabels worden aangebracht en de tijdelijkeafsteuning worden verwijderd.Organisatie en bouwsnelheidEr is intensief en op een open manier samengewerkt tussen deopdrachtgever en het bouwteam. Door de aard van het contractwas een grote overlap van ontwerp en uitvoering mogelijk,hetgeen veel tijdwinst en efficiency opleverde. Zo konden debelangrijkste onderaannemers voor beton, prefab beton enstaalwerk al bestellingen doen aan het eind van het conceptontwerp. De strategie was om een hoge mate van prefabricagevan beton en staalwerk toe te passen, in verband met deplanning, de kwaliteit en de veiligheid.Door de organisatievorm en prefabricage kon de totaleconstructie tot en met dakvakwerk in veertien maandenworden gerealiseerd. De conceptontwikkeling duurde circa tienmaanden. De tijd die benodigd was tot start van de werkzaamheden op de locatie was slechts zesenhalve maand. De totaletijd vanaf de start van de ontwikkeling tot de opleveringEen eenvoudige manier om te voldoen aan eisen in verbandmet verticale dynamische verschijnselen bij tribunes is deconstructie zodanig te maken dat deze een eigenfrequentieheeft van boven de 6 Hz. Ervaring met andere stadions heeftgeleerd dat dit conservatief kan zijn. Met een dynamischeanalyse van versnellingen kon een belangrijke besparing opstaalwerk worden bereikt (fig. 4).DakconstructieDe noodzaak voor een dak voor een dergelijke tijdelijkeconstructie is zorgvuldig onderzocht en gaf veel discussie. Eenstudie naar windsnelheden is uitgevoerd en een virtuele windtunnel is ontwikkeld om het windgedrag te onderzoeken alsfunctie van verschillende parameters. Daarbij is een windsnelheid van 2 m/s als criterium beschouwd, uit sportief oogpunt.Hierboven zijn records bij diverse sporten niet geldig en ontstaanoncomfortabele situaties voor de atleten en de toeschouwers.Op basis van de resultaten is voor een gedeeltelijke dakconstructiegekozen, die meer bedoeld is voor het beperken van windsnelheden op de baan dan voor het beschermen van toeschouwerstegen regen [2]. Tweederde van de zitplaatsen is overdekt. Dit isvergelijkbaar met overkappingen in de recente Spelen van Atheneen Sydney. Het dak bestaat uit een 28 m breed doek van gewovenpolyester, dat is gecoat met polyvinylchloride. Dit dak, met eenomtrek van 900 m en een dakprojectie van 36 m, ligt op kabelsdie gespannen zijn tussen het frame langs de periferie van hetstadion en een ring in het midden. Het lichte dak is nietverbonden met de zware betonnen basis, omdat verschillen inthermisch gedrag dan tot problemen zouden leiden.53 De bovenste ring van detijdelijke constructie wordtop de juiste positie gezet4 Vergelijking van deconstructie voor debovenste ring voor eenstandaard versnelling van6 Hz volgens conservatie-ve benadering (boven) envolgens een dynamischeanalyse (onder)bron: ICE: Civil Engineering5 Omhoog hijsen van deverlichting met tijdelijkeafsteuningTijdelijk en permanent slim gecombineerd5201214themabedroeg slechts 34 maanden Het totale project is binnen budgetdrie maanden eerder opgeleverd, in maart 2011. Dit kon wordenbereikt door prefabricage van betonnen en stalen onderdelen met`justintime'levering, ondersteund door een goed teamwork.De totale kosten belopen naar verwachting ? 486 miljoen,inclusief de kosten van ombouwen naar de permanente situatie.1) Dit artikel is grotendeels gebaseerd op een artikel in een speciale editie van CivilEngineering, een uitgave van het Institution of Civil Engineers (ICE): Crockford,I., Breton, M., McCormick, F. & Johnson, P., Delivering London 2012: theOlympic Stadium, Proceedings of ICE: Civil Engineering 164, Paper 11-00032,pp. 37-43, November 2011.Olympisch StadionBeijing67Olympisch StadionLondenDuurzaamheidIn de opdracht waren de duurzaamheidsdoelstellingenverwerkt [4], onder andere op het gebied van CO2uitstoot.Deze hoeveelheid CO2heeft zowel betrekking op het operationele gebruik van het stadion gedurende de levensduur, alsde CO2belasting bij de bouw en fabricage (embodiedCO2content). Voor een stadion waarvan het grootstegedeelte een korte levensduur heeft, levert deze CO2belasting uit de constructie de belangrijkste bijdrage. In het totalestadion is 10 700 ton staal verwerkt, ongeveer een kwart vande hoeveelheid die is gebruikt voor het stadion van Beijing(fig. 6).Er is veel gerecycled materiaal toegepast, bijvoorbeeld voorde grote buisdiameters van het dak, waar materiaal uit eengaspijplijnproject is gebruikt.Verder is het CO2aandeel teruggebracht door gebruik vanCO2arm beton. Waar in het Verenigd Koninkrijk normaal18% van het traditionele cement wordt vervangen doormilieuvriendelijke cementen, was dat percentage in ditproject verhoogd tot 32%. Het was verder de opdracht om25% gerecycled toeslagmateriaal te gebruiken. Bij het dek vanhet plateau is dit met 100% granulaat zelfs flink overtroffen.Voor de beoordeling van CO2belasting is een aantal keyindicatoren gebruikt in het ontwerpproces en om het projectte monitoren, maar ook voor benchmarking in relatie totandere Olympische Stadions [7, 8].Er zijn ook maatregelen getroffen in verband met effici?ntgebruik van energie en water.Transformatie naar post-Olympisch gebruikDe methode voor het ontmantelen van de dakconstructie en debovenste ring is geheel tegenovergesteld aan de volgorde waarinhet is opgebouwd. Na verwijdering van de bovenste ring blijvenop het plateauniveau een aantal kolommen staan waarop dedakconstructie voor het blijvende sportcomplex na de Spelenkan worden geplaatst. Dick Hordijk 1)Tijdelijk en permanent slim gecombineerd 52012 156 Doorsnede van de projectie van het Olympisch Stadion vanLonden over het Olympisch Stadion van Beijingbron: ICE: Civil Engineering7 Het stadion in aanbouw, met op de achtergrond de bouwvan het Olympisch Dorp8 Het Olympisch Stadion na realisatie6 McCormick, F., Birchall, M., Large fabric coverings for arenas and stadiaand structure-wind interactions. Proceedings ofTens-Mvd, IV LatinAmerican Symposium ofTensile Structures, Montevideo, Uruguay, 2011.7 ODA (Olympic Delivery Authority), Towards a One Planet 2012, 2009,www.london2012.com/making-it-happen/sustainability/index.php(accessed 29/07/2011).8 Sheard, R., A Different Kind of Olympic Stadium, 2010, www.bbc.co.uk/news/uk-11418422 (accessed 12/08/2011). ProjeCtgegevenSproject Olympic Stadiumopdrachtgever Olympic Delivery Authority (ODA)opdrachtnemer Sir Robert McAlpine (Design&Build)architect Populouslandschapsarchitect Hyland Edgar Driverconstructeur Buro Happold Literatuur1 Crockford I., et al., The London 2012 Olympic Stadium. Part 1:Concept and philosophy. Proceedings of the 35th InternationalSymposium on Bridge and Structure Engineering, London. IABSE/IASS, London, UK, 2011.2 Crockford I., et al., The London 2012 Olympic Stadium. Part 2: Thedetailed design and construction of the seating bowl and civil works.Proceedings of the 35th International Symposium on Bridge andStructure Engineering, London. IABSE/IASS, London, UK, 2011.3 Crockford I., et al., The London 2012 Olympic Stadium. Part 3: Thedetailed design and construction of the roof. Proceedings of the 35thInternational Symposium on Bridge and Structure Engineering,London. IABSE/IASS, London, UK, 2011.4 Epstein D., Jackson, R. & Braithwaite, P., Delivering London 2012:sustainability strategy, Proceedings of ICE: Civil Engineering 164,Paper 10-00045, pp. 27-33, May 2011.5 ICE (Institution of Civil Engineers), NEC3 Engineering andConstruction Contract Option C. Thomas Telfort, London, UK, 2005.8