Gewelfveld

Denk aan de huid tussen de botten van een skelet. Het gewelfveld vormt de tastbare afsluiting van een gewelfvak, waarbij de vorm vaak bepaald wordt door de kromming van de omliggende ribben. In een kruisribgewelf zijn dit de vier of meer driehoekige segmenten die samen het plafond vormen. Terwijl de ribben de hoofdkrachten naar de kolommen leiden, draagt het veld zijn eigen last en de vulling erboven direct over naar deze ribben. Het metselverband in zo'n veld is cruciaal voor de stabiliteit. Vaak zie je dat stenen in een licht gebogen lijn worden gelegd om de druk optimaal te verdelen, een techniek die vraagt om vakmanschap en inzicht in de werking van boogconstructies.

De realisatie van een gewelfveld start zodra de ribben of gordelbogen als zelfstandig dragend skelet fungeren. Men brengt houten hulpconstructies aan. Deze formelen vormen de tijdelijke mal voor de stenen huid die de ruimte tussen de bogen gaat overspannen. Het metselen vangt aan bij de aanzetpunten, de laagste delen van het veld, en werkt stapsgewijs toe naar de kruin of de sluitsteen. Metselwerk vult de leegte. Tussen de reeds opgetrokken ribben brengt men de tijdelijke ondersteuning aan die de specifieke geometrie van het veld dicteert en de nog natte mortel op zijn plek houdt. Afhankelijk van de regionale bouwstijl of de beoogde esthetiek varieert het toegepaste metselverband aanzienlijk. In de gotiek ziet men vaak dat de lagen steen niet louter horizontaal lopen, maar een subtiele kromming volgen die de druk zijwaarts naar de ribben afvoert. De stenen worden nauwsluitend tegen de formelen geplaatst. Mortel vult de voegen. Na uitharding vormt het veld een starre, gebogen schaal die door haar eigen gewicht en vormvastheid de krachten vertaalt naar de omliggende structuren. Soms brengt men aan de bovenzijde een extra laag puinvulling of specie aan om de rug van het gewelf te verstevigen. Dit optimaliseert de drukverdeling. De stenen klemmen zichzelf vast in de constructie.

De geometrie bepaalt de classificatie. Bij een standaard kruisribgewelf telt men doorgaans vier gewelfvelden per travee, maar zodra de architectuur opschuift naar stergewelven of netgewelven, fragmenteert het plafond in een veelvoud aan kleinere, polygone vlakken. De benamingen wisselen nogal eens. In de praktijk en oudere vakliteratuur vallen termen als gewelfkappen of kapellen vaak samen met het gewelfveld. Toch is een scherp onderscheid met het gewelfvak noodzakelijk. Het vak beslaat de volledige architectonische eenheid tussen vier kolompunten; het veld is slechts de invulling van één specifiek segment binnen dat skelet.

Vormvarianten die men in de praktijk tegenkomt:

• Kruisribveld: De klassieke driehoekige vulling tussen diagonaalribben en gordel- of schildbogen.
• Graatveld: Velden die elkaar direct snijden zonder tussenkomst van een rib, kenmerkend voor het graatgewelf waar de overgang enkel een scherpe naad is.
• Straalveld: De smalle, vaak sterk taps toelopende segmenten in de ronding van een koorsluiting.
• Waaiersegment: Bij een waaiergewelf vervloeien de velden vaak tot een conische vorm waarbij de individuele veldscheidingen minder prominent aanwezig zijn.

Verwarring ontstaat soms met de term zwel of de rug van het gewelf. Waar de rug specifiek de bovenzijde (de 'extrados') aanduidt, refereert het gewelfveld aan de gehele constructieve schaal van het segment. Het metselverband varieert per regio en periode. In de Franse gotiek neigt men naar metsellagen die loodrecht op de deellijn van de hoek staan, terwijl de Engelse traditie vaker kiest voor horizontale lagen die in de kruin samenkomen. Vakmanschap dicteert de richting. De kromming volgt de logica van de zwaartekracht.

In een gotische kathedraal herken je ze direct als de grote, vaak witgepleisterde 'wangen' tussen de geprofileerde natuurstenen ribben. Het contrast is groot. De donkere ribben vormen het skelet, terwijl de gewelfvelden de eigenlijke afsluiting van de ruimte verzorgen. Soms zie je op deze velden oude muurschilderingen die de driehoekige geometrie van het vlak benadrukken. Het oogt lichtvoetig. De werkelijkheid is massief metselwerk.

Kijk in een Utrechtse werfkelder eens goed naar de hoeken. Hier ontbreken de ribben vaak. De gewelfvelden ontmoeten elkaar in een scherpe naad, de graat. Je ziet de bakstenen in het veld vaak in een licht getoogde lijn of in visgraatverband liggen om de druk naar de muren af te voeren. Het veld is hier de constructie zelf. Eenvoudig en doeltreffend.

Tijdens een restauratie sta je soms bovenop het gewelf. Een zee van stenen ruggen strekt zich voor je uit. De bovenzijde van de gewelfvelden, de extrados, is vaak ruw en onafgewerkt. Men stortte hier vroeger puin of schelpen op. Deze vulling op de rug van de velden zorgt voor extra gewicht. Dit gewicht houdt de boogvorm onder spanning en voorkomt dat de velden door de druk van onderaf omhoog gedrukt worden.

De koorsluiting

Bij de ronding van een koor worden de velden extreem smal. Ze lopen taps toe naar de sluitsteen. Vakmanschap is hier essentieel. De metselaar moet elke steen in het gewelfveld passend maken naarmate hij dichter bij de top komt. In deze straalgewelven zie je de velden bijna als taartpunten samenkomen in één centraal punt.

De Erfgoedwet vormt het primaire juridische fundament wanneer men werkt aan gewelfvelden in monumentale context. Behoud gaat voor vernieuwing. Bij restauratie of constructief herstel van deze gewelfde vlakken is de URL 4003, de uitvoeringsrichtlijn voor historisch metselwerk, vaak leidend. Deze richtlijn waarborgt dat traditionele technieken en materialen, die essentieel zijn voor de stabiliteit van de boogconstructie, correct worden toegepast. Geen moderne shortcuts. De logica van de druklijn moet gerespecteerd worden. Vaak eist de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed dat de oorspronkelijke mortelsamenstelling en steenverbanden worden geanalyseerd voordat de formelen geplaatst mogen worden.

Constructieve veiligheid valt onder het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL). Voorheen kenden we dit als het Bouwbesluit 2012. Hoewel de Eurocodes, met name NEN-EN 1996 voor metselwerkconstructies, primair geschreven zijn voor nieuwbouw, dienen ze als referentiekader bij de herberekening van de draagkracht. Vooral bij functiewijziging. Rust er een zwaardere vloerbelasting op de rug van de gewelfvelden? Dan dwingt de wet tot een toetsing van de bestaande constructie. Stabiliteit is een absolute eis. De krachtenverdeling binnen het veld mag niet in gevaar komen door ongeautoriseerde doorvoeringen of extra puntlasten. Brandveiligheidseisen kunnen daarnaast beperkingen opleggen aan de afwerking van de extrados, zeker als de gewelfvelden fungeren als brandscheiding tussen verschillende compartimenten in een historisch pand.

Romeinse bouwmeesters kenden het principe van het gewelfveld nauwelijks als apart onderdeel. Hun gewelven waren vaak monolithische gietconstructies van opus caementicium. De massa was de structuur. Pas in de vroege middeleeuwen, toen metselwerk in natuursteen de norm werd, ontstond de behoefte om de ruimte tussen de dragende bogen op te vullen. Aanvankelijk waren deze velden loodzwaar. Romaanse gewelfvelden zijn dik, massief en drukken met enorme kracht op de muren. De constructie was een eenheid.

De dertiende eeuw bracht de technische revolutie. De gotiek introduceerde het skeletconcept. De rib nam het werk over. Hierdoor onderging het gewelfveld een radicale transformatie: het werd een dunne schil. Architecten zochten naar gewichtsbesparing. In de regio rond Parijs experimenteerde men met steeds dunnere vullingen, waarbij de dikte van het veld soms reduceerde tot slechts tien of vijftien centimeter. Men stapte over op lichte materialen. Tufsteen verving zwaardere kalksteen. Baksteen werd de standaard in gebieden zonder natuursteengroeven. Deze evolutie maakte grotere overspanningen en hogere vensters mogelijk.

Vakmanschap ontwikkelde zich parallel aan de geometrie. Waar vroege velden nog vaak onregelmatig van vorm waren, dwong de complexiteit van latere net- en stergewelven tot uiterste precisie. De metselaar werd een wiskundige. In de negentiende eeuw, tijdens de neogotiek, verschoof de aandacht naar restauratietechniek. Men herontdekte de verloren gegane kennis over de 'bombering', de subtiele bolling in het veld die voorkomt dat de boog onder eigen gewicht bezwijkt. Vandaag de dag is de historische ontwikkeling van het gewelfveld vooral een verhaal van materiaalreductie en het beheersen van de druklijn.

• https://nl.wikipedia.org/wiki/Gewelfkap
• https://www.lessonup.com/nl/lesson/DFHjWyYpnX3rxMafJ