Het meest circulaire materiaal, is materiaal dat niet gedolven, verwerkt en gedumpt wordt. Door louter de constructieve vorm van een bouwwerk te optimaliseren, kan de hoeveelheid materiaal sterk worden geminimaliseerd.

Structuren die ‘op trek’ werken, zoals de bekende zeilmembranen waarmee Frei Otto het Olympisch Stadium in München liet overkappen, zijn veelal lichter dan structuren die ‘op druk’ werken. Maar ook die laatste structuren kunnen soms verbluffend licht worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld dankzij principes die tot het laatmiddeleeuwse Catalaans gewelf teruggaan.

De klassieke Romeinse ton-, kruis- en koepelgewelven worden opgebouwd met wigvormige stenen en/of voegen, die tijdens het oprichten op een bekisting worden geplaatst.

Catalaanse gewelven daarentegen zijn opgebouwd uit dunne plavuizen/tegels van typisch 2,5 cm dik en 1,5 kg zwaar die zónder bekisting in twee of meer kruiselings verlegde lagen op en tegen mekaar worden verlijmd met sneldrogende mortel. Ze vinden louter steun op de net ervóór geplaatste plavuizen. Het resultaat: een flinterdunne ‘schaal’.

Zo’n dunne schaal kan het met minder materiaal doen dan een klassiek gewelf. Daarenboven zijn door het lagere gewicht ook de spatkrachten geringer, waardoor opnieuw materiaal kan uitgespaard worden bij de steunberen of steunmuren en bij de funderingen.¹

De meest verbluffende – maar onzichtbare – materiaalbesparing ligt echter in het achterwege kunnen laten van de houten bekisting. Het vraagt zeldzaam vakmanschap om Catalaanse gewelven te kunnen metsen zonder bekisting noch formelen, maar met enkel een spankoord en een ‘metsersoog’. De uitdrukking ‘Building the plane as you fly’ is hier op haar plaats.

De balletschool van architect Vittorio Garatti in Havana (Cuba) van begin jaren 60 is een zelden geëvenaard kunststuk. Het project werd uitgevoerd toen het weinig geïndustrialiseerde Cuba leed onder het embargo van de Verenigde Staten. De schaarste aan cement en staal die daardoor ontstond, bleek één van de drivers voor de vorm en materialisatie van het bouwwerk: een aaneenschakeling van Catalaanse gewelven in een organische lay-out, nagenoeg volledig opgetrokken in gebakken aarde. 

Voor de bouw van de school werd een beroep gedaan op de van vader op zoon overgedragen kennis van een Barcelonese meesterbouwer en op het enthousiasme van de plaatselijke bouwvakkers die graag wilden meebouwen aan dit toonbeeld van ‘Cubanidad’ ofte de onvertaalbare passie om een revolutionaire droom mee gestalte te kunnen geven.²

Het is een schoolvoorbeeld van hoe materiaal, vorm en sterkte samen zijn gegaan, dat twee generaties later nog steeds ingenieurs intrigeert.

‘Strength through geometry’ is het leidmotief van de Block Research Group aan de ETH Zürich. Het team van Philippe Block en Tom Van Mele wil structurele oplossingen aanbieden die zo weinig mogelijk nieuw ontgonnen grondstoffen bevatten en zo weinig mogelijk CO₂-uitstoot veroorzaken tijdens productie.³ Met de realisatie van hun Armadillo Vault (zie foto hieronder) op de Biënnale van Venetië 2016 maakten ze een fascinerend, ingenieus statement, gebaseerd op de Catalaanse gewelven. Met hun Funicular Floor System maakten ze de vertaalslag van het statement naar een state-of-the-art praktische toepassing: een vloerplaat zonder één enkele wapeningsstaaf, enkel werkend ‘op druk’, 70% lichter dan een conventionele oplossing en geïnspireerd door de middeleeuwse meesterbouwers.

Het team van de Block Research Group bestaat uit de meesterbouwers van vandaag, waarbij het metsersoog en de spankoord vervangen zijn door ‘computational form finding’ en 3D-printing. En waarbij de Cubanidad is vervangen door een even sterke begeestering om op een even radicaal andere manier een betere wereld te bouwen. Lees er hier meer over.

1 De graaf van Espie stelde in 1754 (!) dat er helemaal géén spatkrachten meespeelden, omdat het geheel als een monolithisch geheel zou werken. Zijn stelling leidde indertijd tot een heuse strijd onder professoren.

2 Architect John A. Loomis beschreef het project van de School of Arts in 1999 uitgebreid in zijn Revolution of Forms: Cuba's Forgotten Art Schools.

3 Zie ook http://www/block.arch.ethz.ch/brg/about