Bouwen in hout: nieuwe producten,nieuwe kansen

Artikel delen

Pieter Weijnen zelfs twee keer achter elkaar. Naast de al veel langer bekende houtskeletbouw, bieden nieuwe producten uitdagende mogelijkheden. Voorbeelden zijn massief houten vloer- en wandpanelen, houten kanaalplaatvloeren, I-liggers en samengestelde houten liggers. Bouwen met hout past bovendien in de huidige cradle tot cradle filosofie, omdat hout CO2-neutraal is en bovendien goed is her te gebruiken.

Architect Pieter Weijnen ontwierp zijn eerste woning op IJburg in 2007, met massief houten wanden en vloeren. De rechthoekige woning heeft drie verdiepingen, waarvan de begane grond een dubbele verdiepingshoogte heeft. Daarin is een tussenvloer opgehangen die aan nagenoeg alle kanten is vrijgehouden van de wanden. Architect Weijnen paste massief houten panelen toe omdat hij graag wilde experimenteren met de constructieve mogelijkheden én vanwege de hoge bouwsnelheid en de sfeer van het materiaal. Omdat in de voor- en achtergevel veel ramen toegepast werden, moest hij de stabiliteit op een andere manier oplossen. Daarvoor dient nu een schoor van zeven meter aan de binnenzijde langs beide gevels. Hij was dermate tevreden over de houten constructie en de indeling van deze woning, dat Weijnen tweeënhalf jaar later het concept herhaalde. Ditmaal verlegde hij zijn focus nog sterker naar duurzaamheid en maakte van zijn tweede woning een passiefhuis. Mét toepassing van onder andere massief hout is deze woning nu energieneutraal.

In Doetinchem ontwierp architect Sander Giesen eveneens zijn eigen woning met massief houten panelen. Zijn woning is twee bouwlagen hoog en omvat een ingenieuze constructie: de massief houten verdiepingsvloer maakt een overstek – variërend van twee tot vier meter ” ten opzichte van de begane grond. Via stalen hangstaven in de massief houten gevelelementen hangt de vloer aan bovendakse balken. Door de balken bovendaks te houden, kon ook het hout van de massief houten dakvloer overal in het zicht blijven. Dit leidt tot veel sfeer in de woning, aldus architect Giesen.


De eerste woning van Pieter Weijnen op Steigereiland in IJburg. (foto:FARO architecten)

Nog meer uitdagingen

Een nog veel groter overstek in hout ” tot 8,2 meter ” werd gerealiseerd in het Natuurbelevingcentrum, aan de rand van de Oostvaardersplassen. Dit centrum werd ontworpen door Drost + van Veen Architecten. Snel bouwen én goed passen in de natuurlijke omgeving waren voor het architectenbureau voldoende redenen om te kiezen voor onder andere grote geprefabriceerde massief houten panelen.

Bij het grote overstek vormen de uitkragende massief houten wanden van de verdieping de dragers voor de overstekende houten ribbenvloeren. In de massief houten wanden moest daarom expliciet rekening gehouden worden met belasting op buiging in het eigen vlak, namelijk door de uitkragende vloeren. Normaal worden dragende wanden vooral berekend op druk en knik, en buiging loodrecht op het vlak. In de opbouw worden in dat geval de meeste lamellen verticaal geplaatst. Zo niet in de massief houten wanden voor het Natuurbelevingcentrum: hierin zijn ” na berekening van alle krachten – relatief méér horizontale lamellen toegepast.


Natuurbelevingcentrum, aan de rand van de Oostvaardersplassen
. Foto Dros + van Veen Architecten

Keuze voor massief hout

Architecten die kiezen voor massief houten wand- en/of vloerpanelen, kiezen er vaak voor het materiaal in het zicht te laten, vanwege de sfeer. Omdat ruwbouw dan gelijk afbouw is, scheelt dit uiteraard ook in de kosten voor (extra) afwerkingen. Vanaf de fabriek zijn de massief houten elementen met diverse afwerkingskwaliteiten leverbaar, bijvoorbeeld met een ruwere industriekwaliteit of een meer gladde buitenlaag.

Voordeel van massief houten vloeren is dat deze vloeren een relatief kleine constructiehoogte hebben en aanzienlijk lichter zijn dan bijvoorbeeld (prefab) betonvloeren: massief hout weegt 530 kg/m3, beton circa 2400 kg/m3. Vaak is enige overdimensionering van massief houten panelen noodzakelijk in verband met de vereiste brandweerstand. Ook inbouw van leidingen is mogelijk, maar dit vergt wel een goede voorbereiding.

Soorten massief hout

Als massief hout is in de projecten van de architecten Pieter Weijnen en Sander Giesen en het Natuurbelevingcentrum aan de rand van de Oostvaardersplassen, cross laminated timber (CLT) toegepast. Dat zijn prefab panelen opgebouwd uit een aantal gekruiste lagen vurenhout van 27 of 17 mm dik. Het kruisen van de lagen zorgt voor vormstabiliteit van het hout én voorkomt zwellen en krimpen. Bovendien hebben de platen in twee richtingen loodrecht op hun vlak dragende capaciteit.

Een andere mogelijkheid van massief hout is Brettstapelbau: de prefab elementen bestaan hierbij uit planken die op hun kant tegen elkaar zijn gezet en onderling zijn verbonden door spijkers of deuvels. Vloerelementen met deze opbouw worden bijvoorbeeld toegepast in woningen volgens het Q-concept, nadat eerdere mogelijkheden met voorgespannen houten vloeren te duur bleken. De uiteindelijke vloer werd gekozen na onderzoek door de TU Delft naar zes verkrijgbare houten vloersystemen, waaronder ook massief hout. In het onderzoek werd onder andere gekeken naar de constructie, doorbuiging, brand- en geluidsaspecten en kosten. De gekozen vloer voldeed het beste: slechts 140 mm dik en met (milieuvriendelijkere) houten deuvels in plaats van lijm of stalen verbindingsmiddelen. Door de geprofileerde vorm van de lamellen hebben de elementen bovendien een veel betere geluidsisolatie en in kleine kanalen kunnen elektraleidingen en dergelijke opgenomen worden. De Coöperatieve Vereniging Q ” met vastgoedontwikkelaar Dukatorey en MIII Architecten als initiatiefnemers ” zocht met dit Q-bouwsysteem vooral naar een evenwichtige verhouding tussen duurzaamheid, gezond binnenklimaat en betaalbaarheid. Ook arbeidsbesparing speelde daarbij een belangrijk rol.

Malmö Hus in Almere. Foto Centrum Hout

Passief bouwen

Houten I-liggers hebben een betere sterkte- en stijfheidverhouding ten opzichte van standaard balkhout. Deze I-liggers bestaan uit een onder- en bovenregel van bijvoorbeeld vurenhout of LVL, en een lijf van multiplex, OSB of ander plaatmateriaal. De I-liggers hebben, behalve een constructieve toepassing, nog een bijzondere toepassing, namelijk als staanders in houten gevelelementen of liggers in dakelementen. Vooral in projecten waarbij duurzaam en energiezuinig en/of passief bouwen uitgangspunt is. Door het dunne lijf van de I-ligger is namelijk de koudebrug aanzienlijk minder dan bij een (standaard)balklaag van 71 mm dik. De grotere hoogte van de I-ligger maakt het bovendien eenvoudig een dik isolatiepakket toe te passen.

In een optopproject in Breukelen ” waarbij twee passiefwoningen werden gerealiseerd boven op een sporthal ” zijn zowel in de gevels als in de hellende en platte daken I-liggers toegepast. Met het dikke isolatiepakket van 350 mm minerale wol leverde dit een Rc-waarde van 10 m2K/W op voor de gevels en daken; één van de voorwaarden voor passief bouwen. Ook houtsysteembouwers passen de houten I-liggers toe in wand- en daksystemen waarin hogere Rc-waarden gewenst zijn zoals ook bij woningen in passief bouwen. Voor een Rc-waarde van 10 is de ligger 380 mm hoog.

De elementen kunnen zowel op de bouwplaats als in de fabriek worden voorzien van isolatie. Zo koos VDM Woningen voor het in de fabriek aanbrengen van cellulose-isolatie. Voor het meest geschikte isolatiemateriaal liet het bedrijf in Duitsland een aantal elementen vullen met diverse materialen en zette deze vervolgens op transport. De uiteindelijke keuze viel op het isolatiemateriaal dat ” ondanks de trillingen ” niet was ingeklonken.

Combinaties

Positief voor al deze ontwikkelingen en nieuwe producten in hout is ook dat alle systemen zich moeiteloos laten combineren: zowel onderling als óók met de traditionele (houtskelet)bouw. Maar ook met bijvoorbeeld betonbouw of kalkzandsteenelementen. Zo kunnen architect en constructeur steeds kiezen voor de meest optimale combinatie.

Voorbeelden van combinaties zijn er volop. Zo werden in het Malmö Hus in Almere woningscheidende wanden in massief hout toegepast. De meerlaagse bouw én de grote overspanningen (7,5 meter) zouden bij traditionele houtskeletbouw tot zoveel stijlen in de wanden hebben geleid dat dit vooral voor de geluidsisolatie problemen opleverde. Massief houten vloeren waren echter door de grote overspanningen inefficiënt en daarom zijn houten ribbenvloeren toegepast met LVL-ribben. Tenslotte zijn de gevels uitgevoerd in traditionele houtskeletbouw.

In het project De Kamers in Amersfoort is eveneens massief hout voor de wanden toegepast, maar ook voor de gevels. In combinatie met houten kanaalplaten voor de vloeren zorgde dit voor haalbaarheid binnen het (beperkte) budget.

De houten I-liggers vervullen een belangrijke functie in woningbouwproject De Zunne in Groningen: niet alleen in de standaard verdiepingsvloeren en dakvloeren, maar ook in de gevelelementen. Uitgangspunt voor dit ontwerp was namelijk het zogenoemde actiefbouwsysteem, waarvoor gevelelementen met een Rc-waarde van 5 m2K/W worden toegepast.

De woning van architect Sander Giesen is een voorbeeld van combinatie van houtbouw met betonbouw. De verdieping bestaat geheel uit massief houten vloer- en wandelementen en deze houten “bovenbouw” staat op betonnen wanden en kolommen op de begane grond. Al in een eerder woningproject paste Giesen dragende gevels met massief houten panelen toe, in combinatie met een betonnen verdiepingsvloer. Ten slotte nog het project passief renoveren in Roosendaal: daarbij worden oude bakstenen gevels vervangen door prefab houtskeletbouw elementen met I-liggers, die vervolgens weer aan de bestaande betonvloeren worden gekoppeld.

En de toekomst?

André Jorissen, hoogleraar houtconstructies TU Eindhoven, voorziet een grote toekomst vooral voor deze combinatiebouw: “En daarbij kun je ook denken aan een skelet met gelamineeerde kolommen en balken – vergelijkbaar met de school De Kikker in Amsterdam – en dit skelet vullen met houtskeletbouwelementen. Het is daarbij van belang de eigenschappen van de verschillende houtproducten en systemen optimaal te combineren.”

Architect Auke de Vries uit Drachten ontwerpt bijvoorbeeld projecten in een combinatie van houtskeletbouwwanden en vloeren met liggers en kolommen. De hsb-wanden blijven daarbij hoofddrager in het ontwerp, dus er wordt geen hoofdconstructie van kolommen en liggers toegepast met hsb als invulling. De keuze voor deze combinatie komt vooral voort uit de wens ” vanuit de logistiek van de opdrachtgever of vanuit het architectonisch beeld ” om transparante kopgevels toe te passen. De dimensionering van de kolommen en liggers worden weliswaar bepaald door de overspanningen en belastingen op de kolommen, maar De Vries corrigeert de uitkomst meestal naar een esthetische maat, wat vaak betekent dat de houtafmetingen iets zwaarder worden.

Ook het eerder genoemde Q-concept is gebaseerd op een combinatie van houtproducten, voor de meest optimale constructie. Als constructie geldt de kernwoning: een kern opgebouwd uit houtskeletbouwwanden, met vier houten kolommen (en bijbehorende liggers), én massief houten vloeren (Brettstapelbau).

Belangrijk aandachtsgebied ” aldus Jorissen ” vormen de verbindingsmiddelen tussen de verschillende houtproducten. Waar dan ook veel onderzoek naar wordt gedaan, zowel op de TU Eindhoven als Delft, maar ook in samenwerking met leveranciers van (prefab) elementen en bijvoorbeeld SHR Hout Research. SPAX-schroeven, SFS-schroeven en Ligno-force verbindingen zijn nog maar enkele van de recent ontwikkelde nieuwe verbindingsmiddelen.

Voor meer informatie: Centrum Hout, Almere, tel. 036 ” 5329821; www.houtinfo.nl

Gratis BouwTotaal Nieuwsbrief

Actualiteit, rubrieken met praktische informatie, inspiratie en meer: abonneer je gratis op de BouwTotaal nieuwsbrief!

Nieuwsbrief