Hoe het Colosseum in Rome er zou uitzien als het van hout was

Hout maakt lichte constructies mogelijk en kan als materiaal ook efficiënt gebruikt worden. Bovendien is hout, in tegenstelling tot wat je zou denken, een zeer geschikt brandwerend materiaal. Architecten en klanten van Metsä Wood kozen het Romeinse Colosseum als eerste project voor ‘Plan B’. De Finse architect Antti Laiho van architectenbureau Helin & Co in Helsinki werkte het plan samen met een aantal bouwkundige ingenieurs voort uit.
De uitdaging was om een herkenbare maar moderne versie van het oorspronkelijke ontwerp te creëren en daarbij hout in plaats van steen te gebruiken als belangrijkste bouwmateriaal.  De omvang en de basisstructuur van het houten Colosseum zijn identiek als deze in het oorspronkelijke amfitheater in Rome.
Het team ging aan de slag en laat in detail zien hoe je bouwmaterialen zoals staal en beton kan vervangen door hout en hoe je hout in verschillende vormen toepast in gebouwen met ronde wanden of in complexe situaties waarin hoge en zware draagconstructies nodig zijn die grote overspanningen vereisen. Een enorme constructie zoals het Colosseum vormde dus een ideale uitdaging.
“We zeggen niet dat alles met hout zou moeten worden gebouwd, maar we vinden wel dat hout een serieus alternatief is voor andere materialen. Als je verschillende bouwmaterialen combineert, krijg je het beste resultaat. Met ‘Plan B’ willen we aantonen dat onze houtproducten voldoen aan alle eisen die de bouwwereld stelt”, vertelt Bas Meeuwissen van Metsä Wood Holland.

Draagkracht

Bij het Colosseum-project lag de nadruk ook op het verminderen van de bouwtijd, zo weinig mogelijk materiaalverspilling en kostenreductie door gebruik te maken van geprefabriceerde elementen. Voor de balken en kolommen van het houten Colosseum werd Metsä Wood’s Kerto LVL gebruikt, een gelamineerd fineerhout. Kerto heeft een zeer grote draagkracht dankzij de gecomprimeerde en geselecteerde fineerlagen.
Het ontwerp telt meer dan 5.000 verschillende houten elementen in 84 frames. Dankzij de lastdragende capaciteiten van Kerto moeten de houten kolommen van het Colosseum slechts 0,5 m breed zijn, een groot verschil t.o.v. de oorspronkelijke stenen kolommen die 1,5 m dik zijn.  Omdat de houten steunbalken dunner zijn dan de originele stenen pilaren ontstaat in  de houten versie van het Colosseum 12% extra ruimte, die vandaag zou kunnen gebruikt worden voor VIP-lounges, restaurants of appartementen.
Elke kolom is gemaakt van zeven gelijmde 72 mm dikke en 500 mm hoge Kerto-S panelen. De ingenieurs berekenden dat de kolommen een belasting van ongeveer 170 ton kunnen verdragen. Het zou zelfs mogelijk geweest zijn om een paar extra verdiepingen toe te voegen omdat de maximale belastingen voor kolommen zoals ze in dit ontwerp werden gebruikt 800 ton bedraagt.
De boogvormige balken zijn gemaakt van herlijmde Kerto-Q. De uitstekende sterkte-gewichtsverhouding van Kerto maakt overspanningen tot 25 m mogelijk, maar voor het Colosseum-project waren slechts overspanningen van 12,9 en 6,7 m nodig.
De balken worden gemonteerd aan weerszijden van elke kolom om de buigspanning te beperken.

Uitdaging

Metsä Wood-constructeur Jussi Björman was vanaf het begin betrokken bij het project. De zorgvuldige planning resulteerde in een buitengewoon milieuvriendelijk ontwerp dat zonder afval kan worden vervaardigd. Een bijzondere uitdaging voor Björman was de ongebruikelijke elliptische vorm van de structuur en het gedetailleerde bouwproces. Ook aan veiligheidskwesties, zoals de kracht van de dragende structuren, de verbindingen en de brandveiligheid van de houtskeletbouw moest aandacht worden besteed.
Het elliptische grondvlak van het originele Colosseum bedraagt, over de assen gemeten, 188 m bij 156 m. Het gebouw heeft een omtrek van 527 m, de gevel is 48,5 m hoog. De buitenmuur heeft drie rijen van 80 bogen, die telkens gescheiden worden door halfzuilen. Het amfitheater heeft 76 genummerde ingangen. De bouw begon in 72 na Christus onder de heerschappij van keizer Vespasianus en acht jaar later werd het amfitheater voltooid en ingehuldigd door zijn zoon Titus.
“Het Colosseum is een enorm gebouw, bijna drie keer zo groot als een gemiddeld voetbalstadion. In het begin dacht ik dat een houten constructie van een dergelijke omvang in de praktijk niet haalbaar zou zijn. Naarmate het project vorderde, veranderde ik van gedachten. Het zou niet alleen mogelijk zijn, maar zelfs gemakkelijk”, aldus architect Antti Laiho.
Het ontwerp van het houten Colosseum voorziet tevens twee ondergrondse verdiepingen, die in deze moderne versie zouden gebruikt kunnen worden als parkeergarage of opslagruimte. Vanuit de  ondergrondse structuur vertrekken liftschachten naar het gelijkvloers en de terrassen. In de Romeinse oudheid werd eveneens gebruik gemaakt van een hydraulisch liftsysteem, waarmee vanuit de kelderruimtes wilde dieren en materiaal tot in de arena werden gebracht.

Aardbevingen

Hoewel het voor dit project niet zo belangrijk was, zou het houten Colosseum door de lichtheid en flexibiliteit van de verbindingen bestand zijn tegen aardbevingen. Ook het originele Colosseum staat na bijna 2000 jaar nog steeds overeind in het aardbevingsgevoelige gebied rond Rome.
Ook een brand zou het houten amfitheater niet zo vlug klein krijgen. De ontbrandingstemperatuur van Kerto is ongeveer 270° C bij blootstelling aan vuur. Spontane ontbranding doet zich niet voor tot een temperatuur van meer dan 400 ° C wordt bereikt. Ingeval van brand presteert Kerto volgens de fabrikant beter dan vele niet-brandbare materialen. Bij verbranding verkoolt het oppervlak van Kerto en precies die laag beschermt en isoleert het product waardoor het brandproces vertraagt.
De lichte structuren en de modulaire oplossingen voor het houten Colosseum zouden de keizers in de oudheid hebben toegelaten om in heel het Romeinse rijk op een economische en efficiënte manier amfitheaters te realiseren. Bouwen met de Metsä Wood-oplossingen is bovendien minder duur dan de traditionele keuzes zoals beton en staal. Het lichtere gewicht van de bouwmaterialen betekent tevens minder heien en grondverzet. Er kunnen vijf tot zes keer meer geprefabriceerde bouwelementen per truck worden vervoerd dan andere bouwmaterialen.. Ook dat betekent lagere kosten en minder verkeer, stof en lawaai.
Naast het Colosseum zullen nog meer houten ontwerpen van wereldberoemde architectonische constructies worden gemaakt. Een tweede ontwerpproject wordt het Empire State Building in New York. Meer informatie over ‘Plan B’ is te vinden op metsawood.com/planb, waar ook voorstellen kunnen worden ingediend.
Metsä Wood is een Finse houtfabrikant die hoogwaardige houtproducten levert aan de bouw, de industrie en distributeurs. Metsä Wood wil de bijna eindeloze mogelijkheden van het gebruik van hout laten zien. Het bedrijf is sterk in Europa en heeft ambitieuze doelstellingen voor wereldwijde groei. Metsä Wood’s belangrijkste producten zijn Noords premium hout en triplexen Kerto LVL. Metsä Wood maakt deel uit van de MetsäGroup, die de gehele waardeketen van hout beheert: van duurzaam geteeld bos tot verschillende op hout gebaseerde producten.