De toekomst aan houthoogbouw

Hotel Jakarta, Java-eiland, Amsterdam. Architect: SeARCH, Amsterdam. Foto: 1000zen.

Tekst: ing. Frank de Groot

Eind februari 2021 kon op 73 meter hoogte de vlag worden geplaatst voor het bereiken van het hoogste punt van de woontoren HAUT in Amsterdam (zie elders in deze uitgave). Hiermee is dit project officieel de hoogste woontoren ter wereld. Ook elders in Europa staan indrukwekkende hoogbouwprojecten, zoals de Mjøstårnet in Brumunddal (Noorwegen). Een toren met een combinatie aan functies (wonen, kantoren, hotel, horeca) en een hoogte van 85,4 meter. Indrukwekkend is ook de multifunctionele HoHo Wien in Wenen met een hoogte van 84 meter.
Hans de Groot, auteur van het whitepaper ‘De toekomst aan houthoogbouw’, heeft op moment van schrijven al 172 projecten vanaf zeven verdiepingen verzameld uit 23 landen. ‘Wekelijks komen er nieuwe bij’, schrijft hij. Het geeft al aan dat houthoogbouw het experimentele stadium al ver voorbij is.

Nederland scoort hoog

Wanneer we naar de top vijf kijken van landen met de meest houtprojecten vanaf zeven verdiepingen dan staat Nederland met 22 projecten keurig op een vierde plek. Frankrijk staat eerste met maar vier projecten meer (26). Houtland Canada staat op 25 en de Verenigde Staten op 23. Zweden staat vijfde met vijftien projecten.
De Franse overheid heeft bepaald dat vanaf 2022 haar nieuwe eigen gebouwen voor minimaal 50% uit hout of andere biobasismaterialen moeten bestaan. Voor de Olympische Spelen van Parijs in 2024 geldt dat alle benodigde gebouwen tot acht verdiepingen in hout moeten worden opgetrokken. Prefab bouwen is in navolging van Europa, inmiddels ook in de VS en Canada gemeengoed geworden. Het Amerikaanse wereldconcern Katerra, verbonden aan Google, heeft bijvoorbeeld een volledig geautomatiseerde fabriek neergezet in Spokane Valley, Washington. Daar wordt jaarlijks 185.000 m3 kruislaaghout (KLH) voor wanden en vloeren gefabriceerd: 30% van de huidige Noord-Amerikaanse capaciteit voor hout(hoog)bouw.

Staafkerk in Heddal (Noorwegen). Foto: L.C. Nøttaasen.

Van verleden naar heden

Hoogbouw in hout kent een rijke historie. Al in het verre verleden verrezen hoge houten gebouwen, zoals de grootste staafkerk ter wereld in het Noorse Heddal (begin 13e eeuw; 26 meter, zie foto) en de Tõ-ji pagode in Kyoto (circa 1640; 54,8 meter). Met name enorme stadsbranden door opeengepakte houten huizen en schoorstenen, gemors met woonvuur, broze brandvoorschriften en een slangloze brandweer veroorzaakten een afkeer van hout. Baksteen bracht uitkomst, later staal en beton.

Hoogste houten gebouw ter wereld: Mjøstårnet in Brumunddal. Foto: TheExplorer.no, ANTI Hamar.

De ontwikkelingen in brandveilig bouwen, óók met hout, hebben echter geenszins stilgestaan. De eerste twee moderne houthoogbouwprojecten stammen uit 2008. Woongebouw E3 in Berlijn (23 meter), ontworpen door Kaden Klingbeil Architekten, telt zeven woningen over zeven verdiepingen. Limnologen in het Zweedse Växjö van Arkitektbolaget Kronoberg Växjö omvat meteen vier achtlaagse gebouwen van 25 meter hoog met 134 appartementen. In 2009 werd in Londen Stadthaus (29 meter, negenlaags, 29 appartementen) gerealiseerd. Architect Andrew Waugh (Waugh Thistleton Architects Londen), ontwikkelde zich daarna tot dé Europese pleitbezorger van hout(hoog)bouw. In het daaropvolgende decennium nam de belangstelling voor houthoogbouw steeds verder toe.
Nederland haakt vanaf 2016 aan met drie projecten in Amsterdam van drie hoofdstedelijke architectenbureaus. De eerste is Patch 22 van Frantzen et al architecten: 30 meter, zeven verdiepingen en 26 wooneenheden. Het tweede project is Hotel Jakarta (2018; 32 meter, vier/acht verdiepingen en 200 kamers, zie foto), ontworpen door SeARCH. In 2020 plaatste Frantzen naast het stoere Patch 22 een elegante ‘echtgenote’: Top-Up (30 meter, acht lagen, 28 appartementen en drie commerciële ruimtes). Intussen zijn veertien andere gebouwen in ontwerp of uitvoering. Bijna voltooid (2021) zijn HAUT (73 meter, 21 verdiepingen, 50 appartementen/2 penthouses) van Team V Architectuur en Stories (45 meter, dertienlaags, 29 woningen, 6 commerciële ruimtes en een dakterras voor stadsboeren) van Olaf Gipser Architects. Gebouwen en architectenbureaus alle in Amsterdam.

SAWA in Rotterdam (50 meter; Mei architects and planners Rotterdam) is een weelderige groencascade, nog voor gereedkoming in 2023 met de ARC20 Innovation Award bekroond. Beeld: Mei architects and planners & WAX.

Wel zo spectaculair worden drie volgende projecten. SAWA in Rotterdam (50 meter; Mei architects and planners Rotterdam, zie artist impression) is een weelderige groencascade, nog voor gereedkoming in 2023 met de ARC20 Innovation Award bekroond. The Dutch Mountains in Eindhoven van Studio Marco Vermeulen Rotterdam is een U-achtig gebouw met sterk gestileerde poten van 150 en 110 meter hoog (2024). En het terrasvormige Treehouse van PLP Architecture Londen rijst naast station Rotterdam-Centraal 140 meter de lucht in (2024).

Uitvoeringsvarianten

Er zijn vijf uitvoeringsvarianten, in allerlei materiaalverhoudingen:

1. Constructie van kruislaaghouten wanden en vloeren.
2. Constructie van gelamineerde kolommen en liggers met kruislaaghouten wanden en vloeren. Als varianten kunnen ook gelamineerde gevelkolommen, hsb-elementen en gelamineerd fineerhout dienen.
3. Modulaire opzet in een stapeling van houten modules, al of niet met hout-betonvloeren. Verschillende fabrikanten leveren modulesystemen, ook voor laag- en middelhoogbouw.
4. Constructie van één of meer betonnen kernen (trappenhuis/liftschacht), waaromheen de kruislaaghouten elementen zijn geordend. En mogelijk gelamineerde kolommen/liggers.
5. Exoskelet (uitwendige vakwerkconstructie) met invullingen van kruislaaghout, eventueel in modulaire opzet. 10% van de wereldwijde houten hoogbouwprojecten heeft deze opbouw.

Bouwen met kruislaag hout. Foto: HAUT, Amsterdam, J.P. van Eesteren B.V.

Kruislaaghout

Landen bouwen meestal met de materialen, waarvan de grondstoffen binnen de grenzen voorkomen of groeien. Europa past Europees vuren toe in kruislaaghout, het belangrijkste product voor houthoogbouw. Dit ‘supertriplex’ is opgebouwd uit kruislings gelijmde lamellen in drie, vijf, zeven, negen of elf lagen. Voor een mooie zichtkwaliteit kunnen de buitenste lamellen uit bijvoorbeeld zilverdennen of lariks bestaan. De maximale afmetingen zijn 18,50 x 3,50 x 0,50 meter; daarmee zijn wanden en vloeren in één keer te overspannen. Deuren, kozijnen en leidingdoorvoeren worden meteen uitgefreesd. Door het grote formaat, de geweldige schijfwerking en de uitstekende statische belastbaarheid is er vrij mee te ontwerpen. Het geringe gewicht (480 kg/m3), ook gunstig voor aardbevingsgebieden, maakt een korte bouwtijd mogelijk.
Andere kruislaaghoutsoorten zijn grenen, lariks en radiatapine. In Noord-Amerika zijn de gebruikelijke soorten douglas en spruce-pine-fir. Ook is er verschil in overige toegepaste houtproducten. In Noord-Amerika benut men naast kruislaaghout tevens deuvellaaghout (dowel-laminated timber, DLT) en nagellaaghout (nail-laminated timber, NLT), waarbij gelamineerde planken met loofhoutdeuvels respectievelijk nagels of schroeven aan elkaar worden bevestigd.
Een bijzondere variant is kruislaagtulpenboomhout, zoals toegepast bij het hoogste houten gebouw ter wereld (Mjøstårnet in Brumunddal). Dit hout is driemaal sterker dan naaldhout, heeft een 8% hogere stijfheid dan naaldhoutsterkteklasse C24 (vergelijkbaar met loofhoutsterkteklasse D35), een 47% hogere buigsterkte en een circa 72% betere rolschuifsterkte.

Overige houtconstructies

Daarnaast zijn er:
Parallal-strand lumber (PSL of Parallam); kolommen en liggers van aan elkaar gelijmde douglas of southern yellow pine fineren.
Laminated-strand lumber (LSL); ongeveer als PSL, maar in plaats van fineren worden spaanders verlijmd. Constructief iets minder sterk.
Structural Insulated Panel (SIP); isolerende schuimkern tussen twee OSB-lagen.
BauBuche; Europees product van gelamineerd fineerbeuken.

Het zijn alle houtsoorten/-producten van meestal naaldbomen die royaal op het noordelijk halfrond groeien. Ze zijn dus redelijk lokaal: dat is een milieupluspunt. De duurdere loofhoutsoorten met hun grandioze tekening of zware eigenschappen zijn voor meestal esthetische of waterbouwkundige doeleinden. Ze kunnen echter evengoed dienen in kruislaaghout. Er zijn onderzoeken en experimenten uitgevoerd met loofhoutsoorten als beuken, berken, populieren, iroko, Maleisisch sesenduk en Amerikaans tulpenboomhout.

Brand en geluid

Afhankelijk van de plaatdikte en opbouw (overdimensionering) is een brandwerendheid van 30, 60, 90 of 120 minuten haalbaar. Extra maatregelen zijn sprinkleren en/of de houtvlakken met gipsplaat bedekken. De laatste maatregel frustreert wel de esthetische en gezondheidsbeleving. De geluidswering is te verbeteren door de wanden af te gipsen. Onderling zijn de bouwdelen geluidsmatig te ontkoppelen met behulp van vilt of kunststof. De vloeren zijn te voorzien van een betonlaagje of zwevende vloer of aan de onderzijde van een verlaagd plafond. Ribpaneelvloeren zijn te vullen met bijvoorbeeld zand.
Geluidsisolatie is een hele uitdaging. Zo is bij Stories in Amsterdam druk akoestisch geëxperimenteerd met de vloeren. Er kon 10 cm dik kalksplit op de 16 cm dikke kruislaaghout-vloeren worden aangebracht voor afdoende contact- en luchtgeluiddemping. Maar het split was onmogelijk naar 40 meter hoogte te pompen. Daarom is schuimbeton plus een akoestisch membraan toegepast: 6 dB beter dan het Bouwbesluit vereist.

Foto: Acton Ostry Architects.

Kosten

Vooralsnog is hout(hoog)bouw ongeveer 10% duurder, al zijn er onderzoeken die dat lager stellen of weerspreken. Onderzoek in Zweden, Noorwegen en Engeland geeft aan dat houthoogbouw vergeleken bij traditionele hoogbouw 16% minder kost, 20% sneller te bouwen is, 40% minder afval veroorzaakt en onder werknemers 50% minder ziekteverzuim geeft. Alleen al op ziektekosten is dus véél te verdienen.
Twee factoren zullen de prijs aanzienlijk omlaag brengen: een forse groei in houtbouw en de invoering van de CO2-belasting op materialen. Hieraan zijn drie belangrijke vuistregels toe te voegen, die de kosten extra verlagen:

1. Begin in hout, eindig in hout. Tussentijds overspringen naar hout geeft kostbare problemen met de aansluitingen.
2. Betrek houtbouw er vanaf de eerste besprekingen bij. In een later stadium laat men het vaak vallen doordat het zo’n andere manier van bouwen is.
3. Werk samen met een houtconstructeur, dé expert ter zake.

Meer weten?
Kijk op www.houtnatuurlijkvannu.nl.