Algemene projectomschrijving
Zichtbaar duurzaam, en met behoud en versterking van de architectonische waarden. In 2025 is de vernieuwde Klimatenkas in de Amsterdamse Hortus opengesteld voor het publiek. Met de integrale vernieuwing van zowel exterieur als interieur is het dé plek geworden waar je ziet, voelt en ruikt wat biodiversiteit is, en begrijpt hoe belangrijk plantendiversiteit is voor het leven op aarde. De vernieuwing is ook een krachtig bewijs dat een beeldbepalend gebouw niet hoeft te wijken voor radicale verduurzaming. In plaats van sloop en vervanging is gekozen voor hoogwaardig constructief hergebruik. Met behoud van het beeldbepalende stalen skelet met het karakteristieke bovendakse spanwerk, werd de kas getransformeerd tot de eerste gasloze publiekskas van Nederland.
De opening van de Drieklimatenkas in 1993 markeerde de succesvolle herstart van de Hortus als publiekstuin. ZJA Architects & Engineers ontwierp destijds, als eigentijdse interpretatie van de traditionele kas, een lichte en transparante staal- en glasconstructie met zichtbare drukstaven- en trekstangen. Met drie klimaatzones, wisselende hoogtes en ritmische belijning voegde het markante bouwwerk zich zorgvuldig in de historische binnenstad. Het groeide uit tot een geliefde publiekstrekker en een toonaangevend voorbeeld van High Tech architectuur in Nederland. Drie decennia later was vernieuwing noodzakelijk. Het bouwwerk, dat sinds 2016 warmte en koude uitwisselt met het nabijgelegen H’ART Museum, is duurzaam vernieuwd met behoud van de oorspronkelijke uitgangspunten: licht en rankheid voor optimale daglichttoetreding, met focus op de beeldbepalende hoofddraagconstructie. Enkelglas in de gevels maakte plaats voor isolerend dubbelglas. Omdat de bestaande dakconstructie geen zwaar glazen dak kon dragen, is een innovatief lichtgewicht dak met ETFE-luchtkussens ontworpen. ABT was wederom hoofdconstructeur, Vic Obdam nam de staalbouw voor zijn rekening.
De vernieuwing was ook aanleiding voor een transformatie van het interieur door BOOM Landscape en Designwolf. Door de herinrichting profiteren de Kaapse, tropische en woestijnplanten nu optimaal van de oriëntatie. De educatie is volledig geïntegreerd in de ruimtelijke inrichting, de publieksroute en de beleving. Er is extra tentoonstellingsruimte en slimme systemen, grotendeels verborgen achter een waterval van hergebruikte stoeptegels uit Amsterdamse tuinen, en regenwateropvang dragen bij aan een gunstig binnenklimaat voor de planten én maatschappelijke meerwaarde.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De uiterst lichte en transparante staalconstructie, waarin draagstructuur en architectuur volledig samenvallen, kenmerkt de Drieklimatenkas. Het gebouw is opgebouwd als een extern zichtbaar skelet van stalen drukstaven, trekstangen en slanke dakliggers, gecombineerd tot een verfijnd bovendaks spanwerk. Deze constructieve opzet vertoont grote overeenkomsten met tentconstructies en tuibruggen. Het stelsel van kabels, drukstaven en geknikte dakvlakken vormt een driedimensionaal krachtenspel waarin trek- en drukkrachten direct afleesbaar zijn in de architectuur.
De stabiliteit wordt grotendeels verzorgd door het spanwerk zelf, waardoor traditionele kruisverbanden in de gevels niet noodzakelijk zijn. De hoofdliggers overspannen tot circa 16 meter en worden ondersteund door een uitgekiend systeem van kabels dat afhankelijk van de belastingsrichting telkens anders functioneert. Bij opwaartse belasting werkt het systeem vergelijkbaar met een omgekeerde onderspannen ligger, terwijl bij neerwaartse belasting principes optreden die verwant zijn aan een tuibrugconstructie.
Juist deze constructieve verfijning maakte de vernieuwing uitzonderlijk complex. Nieuwe isolatie-eisen vroegen om een volledig nieuwe en isolerende dak- en gevelschil, terwijl de bestaande staalconstructie oorspronkelijk ontworpen was voor een gebouwschil van enkelglas. De gevels konden binnen de bestaande constructie worden voorzien van dubbelglas, maar de dakconstructie kon dat gewicht niet dragen. Door te kiezen voor lichtgewicht ETFE-luchtkussens, kon het dakgewicht uiteindelijk vrijwel gelijk blijven aan het oorspronkelijke glazen dak en kon de bestaande staalconstructie worden hergebruikt. En daarmee konden de uitgangspunten van het oorspronkelijke ontwerp en de architectonische uitstraling van het gebouw behouden blijven.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
De Drieklimatenkas uit 1993 groeide uit tot een toonaangevend voorbeeld van High Tech architectuur in Nederland. De constructie is daarbij niet verborgen, maar juist expliciet zichtbaar gemaakt als integraal onderdeel van de architectonische expressie. De ranke staalstructuur, zichtbare trek- en drukstaven en de transparante gebouwschil zorgen voor een uitzonderlijk lichte uitstraling en maximale daglichttoetreding voor de planten. Tegelijkertijd voegt het getrapte silhouet zich zorgvuldig in de historische context van de Amsterdamse binnenstad.
Bij de vernieuwing zijn de oorspronkelijke ontwerpprincipes volledig gerespecteerd. De nieuwe ingrepen versterken de leesbaarheid van de hoofddraagconstructie, terwijl het vertrouwde silhouet behouden blijft. De staalconstructie bleef daarmee niet alleen technisch behouden, maar werd opnieuw de drager van de kenmerkende architectonische uitstraling van het gebouw. Dat is nu bovendien zichtbaar duurzaam met het ETFE dak.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
De grootste constructieve uitdaging lag in het geschikt maken van de bestaande staalconstructie voor de nieuwe ETFE-dakkussens. Hoewel het dakgewicht beperkt bleef, introduceerden de kussens horizontale belastingen en torsiemomenten waarvoor de oorspronkelijke constructie niet ontworpen was. Daarnaast verdween met het verwijderen van het glazen dak ook de zijdelingse steunwerking op de slanke IPE 240-dakliggers, waardoor nieuwe vraagstukken ontstonden rond torsie, kipstabiliteit en kniklengte.
Na onderzoek van verschillende oplossingsrichtingen, waaronder aanvullende kabelnetten en dwarsliggers, is gekozen voor een versterkingsstrategie met torsiestijve stalen kokerprofielen boven op de bestaande dakliggers. Deze kokers verzorgen opname van horizontale belastingen uit de ETFE-kussens; torsiestijfheid; ondersteuning tegen kip en knik; beperking van vervormingen en stabilisatie van het bestaande liggerstelsel. De ingreep is bewust ontworpen als aanvulling op het bestaande krachtenspel, niet als vervanging ervan. Nieuwe staaltoevoegingen zijn uitsluitend toegepast waar dat constructief noodzakelijk was, met maximale benutting van de bestaande draagcapaciteit.
Bijzonder is de detaillering van de koppelingen tussen bestaand en nieuw staal. Door toepassing van slobgaten kunnen beide systemen onafhankelijk vervormen, terwijl stabiliteits- en verticale krachten gecontroleerd worden overgedragen. Tegelijkertijd voorkomen de details direct contact en wrijving tussen de staalprofielen, zodat beschadiging van de conservering in het agressieve kasmilieu wordt vermeden. De koppelingen combineren daarmee vervormingscompatibiliteit, krachtsoverdracht, corrosiebescherming, montagevriendelijkheid en demontabiliteit.
Ook de bestaande UNP-randliggers bleken onvoldoende geschikt voor de nieuwe belastingwerking. Daarom is een onafhankelijk kokerprofiel toegevoegd dat rechtstreeks op de gevelstijlen is aangesloten en zowel verticale als horizontale belastingen zelfstandig afvoert. De gehele versterkingsstrategie werd uitgewerkt als een minimale, uiterst gerichte constructieve interventie, waarbij de oorspronkelijke constructieve logica volledig intact bleef.
Bijzondere aspecten uitvoering
De grootste constructieve uitdaging lag in het geschikt maken van de bestaande staalconstructie voor de nieuwe ETFE-dakkussens. Hoewel het dakgewicht beperkt bleef, introduceerden de kussens horizontale belastingen en torsiemomenten waarvoor de oorspronkelijke constructie niet ontworpen was. Daarnaast verdween met het verwijderen van het glazen dak ook de zijdelingse steunwerking op de slanke IPE 240-dakliggers, waardoor nieuwe vraagstukken ontstonden rond torsie, kipstabiliteit en kniklengte.
Na onderzoek van verschillende oplossingsrichtingen, waaronder aanvullende kabelnetten en dwarsliggers, is gekozen voor een versterkingsstrategie met torsiestijve stalen kokerprofielen boven op de bestaande dakliggers. Deze kokers verzorgen opname van horizontale belastingen uit de ETFE-kussens; torsiestijfheid; ondersteuning tegen kip en knik; beperking van vervormingen en stabilisatie van het bestaande liggerstelsel. De ingreep is bewust ontworpen als aanvulling op het bestaande krachtenspel, niet als vervanging ervan. Nieuwe staaltoevoegingen zijn uitsluitend toegepast waar dat constructief noodzakelijk was, met maximale benutting van de bestaande draagcapaciteit.
Bijzonder is de detaillering van de koppelingen tussen bestaand en nieuw staal. Door toepassing van slobgaten kunnen beide systemen onafhankelijk vervormen, terwijl stabiliteits- en verticale krachten gecontroleerd worden overgedragen. Tegelijkertijd voorkomen de details direct contact en wrijving tussen de staalprofielen, zodat beschadiging van de conservering in het agressieve kasmilieu wordt vermeden. De koppelingen combineren daarmee vervormingscompatibiliteit, krachtsoverdracht, corrosiebescherming, montagevriendelijkheid en demontabiliteit.
Ook de bestaande UNP-randliggers bleken onvoldoende geschikt voor de nieuwe belastingwerking. Daarom is een onafhankelijk kokerprofiel toegevoegd dat rechtstreeks op de gevelstijlen is aangesloten en zowel verticale als horizontale belastingen zelfstandig afvoert. De gehele versterkingsstrategie werd uitgewerkt als een minimale, uiterst gerichte constructieve interventie, waarbij de oorspronkelijke constructieve logica volledig intact bleef.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
De vernieuwde Drieklimatenkas combineert een hoogwaardige botanische omgeving met een integraal klimaatsysteem en publieke toegankelijkheid. De vernieuwde gebouwschil zorgt voor sterk verbeterde thermische prestaties en een stabieler klimaat voor de plantencollecties, terwijl de hoge daglichttoetreding behouden bleef. Door de tropische en Kaapse plantencollecties om te wisselen profiteren de planten nu bovendien optimaal van de oriëntatie van het gebouw.
De zichtbare staalconstructie blijft hierbij een essentieel onderdeel van de ruimtelijke beleving. De draagstructuur begeleidt bezoekers door het gebouw en maakt het constructieve principe direct ervaarbaar. Daarmee blijft de kas niet alleen de huisvesting van een bijzondere botanische collectie en een educatieve omgeving, maar ook een gebouw waarin constructie, architectuur en gebruik volledig geïntegreerd zijn.
Duurzaamheid
Zichtbaar duurzaam, en met behoud en versterking van de architectonische waarden. In 2025 is de vernieuwde Klimatenkas in de Amsterdamse Hortus opengesteld voor het publiek. Met de integrale vernieuwing van zowel exterieur als interieur is het dé plek geworden waar je ziet, voelt en ruikt wat biodiversiteit is, en begrijpt hoe belangrijk plantendiversiteit is voor het leven op aarde. De vernieuwing is ook een krachtig bewijs dat een beeldbepalend gebouw niet hoeft te wijken voor radicale verduurzaming. In plaats van sloop en vervanging is gekozen voor hoogwaardig constructief hergebruik. Met behoud van het beeldbepalende stalen skelet met het karakteristieke bovendakse spanwerk, werd de kas getransformeerd tot de eerste gasloze publiekskas van Nederland.
De vernieuwde Drieklimatenkas laat zien hoe een beeldbepalende staalconstructie door technische inventiviteit, minimale constructieve ingrepen en zorgvuldig hergebruik succesvol kan worden aangepast aan een nieuwe generatie eisen op het gebied van onder meer publieksbeleving en duurzaamheid. Daarmee vormt het project een overtuigend voorbeeld van de kracht van renovatie binnen de staalbouw.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
De belangrijkste duurzaamheidswinst van het project ligt in het hoogwaardige hergebruik van de bestaande, beeldbepalende staalconstructie. In plaats van volledige vervanging werd maximaal gebruikgemaakt van de aanwezige draagcapaciteit en constructieve kwaliteit van het bestaande gebouw. Door toepassing van een uiterst licht ETFE-dak kon overbelasting van de bestaande hoofddraagconstructie worden voorkomen en bleef aanvullende staaltoevoeging beperkt tot uitsluitend constructief noodzakelijke onderdelen. Nieuwe staalonderdelen zijn bovendien grotendeels demontabel uitgevoerd met boutverbindingen, waardoor toekomstig hergebruik mogelijk blijft. De constructie is daarmee voorbereid op verdere adaptatie en toekomstige levenscycli.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
Tijdens de bouw heeft Vic Obdam met haar volledige electrische kraan [Hoeflon C30E] de gehele bestaande constructie voorzien van de nieuwe onderdelen.
Na vernieuwing is de Drieklimatenkas de eerste gasloze publiekskas van Nederland. De kas wisselt warmte en koude uit met het nabijgelegen H'ART Museum en maakt gebruik van energiezuinige klimaatsystemen, regenwateropvang en sterk verbeterde isolatie. De ETFE-dakkussens combineren hoge lichtdoorlatendheid met uitstekende thermische prestaties bij een minimaal constructief gewicht. Hierdoor konden zowel de energetische prestaties als de constructieve efficiëntie aanzienlijk worden verbeterd.
Mate van overlast (bouwwerkzaamheden) voor mens en dier
Door het behoud van de bestaande staalconstructie konden omvangrijke sloopwerkzaamheden en materiaalafvoer worden voorkomen. Dit beperkte niet alleen de CO₂-uitstoot, maar ook geluidsoverlast, transportbewegingen en hinder in de historische binnenstad van Amsterdam. Transport via de grachten en just-in-time logistiek beperkten de impact op de omgeving verder. Prefabricatie van staalonderdelen en nauwkeurige digitale voorbereiding verkortten bovendien de uitvoeringstijd op locatie aanzienlijk.
Tijdens de bouw is de kas grotendeels leeggehaald. Een deel van de tropische collectie ging uit logeren; van Burgers Zoo tot Hortus Haren en Paleis het Loo. Sommige palmen reisden zelfs af naar een warm plekje in België. Om een deel van de planten – met name de kwetsbare cactussen – moest worden heen gewerkt. Deze zijn dan ook gedurende de bouw zorgvuldig ingepakt. Uiteraard vereiste dit alles een uitgekiende planning.
Innovaties op product-, concept- en bouwniveau
Productniveau
- toepassing van lichtgewicht drielaagse ETFE-luchtkussens;
- innovatieve koppeldetails met vervormingsvrijheid;
- torsiestijve kokerprofielen geïntegreerd in bestaande staalconstructie;
- grotendeels losmaakbare staalverbindingen.
Conceptniveau
- hoogwaardig adaptief hergebruik van een complexe bestaande staalconstructie;
- behoud van constructieve logica onder volledig gewijzigde randvoorwaarden;
- minimale constructieve interventie met maximale benutting van bestaande draagcapaciteit;
- zichtbare integratie van constructie en architectuur.
Bouwniveau
- volledige 3D-laserscanning van bestaande staalconstructie;
- voorspelling van constructieve terugvering voorafgaand aan montage;
- parametrische engineering en BIM-integratie;
- logistieke bouworganisatie via de Amsterdamse grachten.
