Verslag van zeer inhoudelijk event rond gestapeld bouwen in hout
30 november 2017, 9:45
Begin november hield Architectenweb een netwerkevent rond gestapeld bouwen in hout. Ook in Nederland worden steeds hogere gebouwen in hout gerealiseerd. Van 4 lagen (Houtlofts) naar 7 lagen (Patch22) en binnenkort verder naar 22 lagen (HAUT). Welke uitdagingen komen de architecten en adviseurs bij het ontwerp van deze gebouwen tegen?
Houtlofts
Hout heeft tal van voordelen, begint architect Marcel van der Lubbe van ANA de middag: het is een hernieuwbare grondstof, het vormt een opslag voor CO2, het isoleert, het is licht van gewicht, er is snel mee te bouwen en het ziet er ook nog eens aantrekkelijk uit. In sommige gevallen is het ook nog een relatief goedkoop materiaal om mee te bouwen.
Het bouwvolume dat de gemeente Amsterdam bij het project de Houtlofts van het bureau toestond was veel groter dan het aantal vierkante meters dat er gebouwd mocht worden. Daarop heeft ANA binnen het toegestane volume een woongebouw vol vides ontworpen. De combinatie van de wens om een flexibele structuur te realiseren en de duurzame ambities van de opdrachtgevers leidde vervolgens naar de keuze om het woongebouw helemaal in hout te bouwen.
De Houtlofts zijn vier grondgebonden woningen die constructief los van elkaar zijn gehouden: de woningscheidende wanden zijn uitgevoerd met een gebouwhoge spouw. De woningen zijn uitgevoerd in een houtskelet dat is opgebouwd uit gelamineerde kolommen en hoofdbalken, en traditionele houten vloeren ertussen. Doordat er geen woningscheidende vloeren zijn, is het een relatief eenvoudige constructie, legt Van der Lubbe uit. Alle elektrische installaties zijn in voorzetwanden van 40 mm dikte opgenomen. De bouw ging razendsnel.
Hooghout
Een blok verder in Buiksloterham wordt binnenkort gestart met de bouw van het volgende project in hout door ANA: Hooghout. Vanuit het idee dat onderin het gebouw de druk het hoogste is, hebben de architecten de onderste vier lagen hier een betonnen draagconstructie gegeven. Daar boven zijn vijf lagen met een houten draagconstructie ontworpen. Voor de stabiliteit wordt de kern helemaal in beton uitgevoerd.
De woningen op die laatste verdiepingen waren als eerste verkocht, vertelt Van der Lubbe later in de middag tijdens het debat: een houten constructie wordt door bewoners zeer aantrekkelijk bevonden.
Omdat de vloeren bij Hooghout ook de woningscheidingen vormen, koos ANA voor massieve, cross laminated timber (CLT) vloeren, voorzien van een betonnen druklaag. De vloeren zijn opgelegd op gelamineerde balken. De randbalk wordt langs de gevel om de 2,75 m door houten kolommen ondersteund.
Ter plaatse van de woningscheidende wanden zijn de CLT-vloeren ontkoppeld, om de geluidsoverdracht te beperken. Een opgave was hierbij dat van tevoren nog niet bekend was waar die woningscheidende wanden zouden komen te staan, omdat de bewoners de grootte en oriëntatie van hun woning zelf konden bepalen. Meestal landde die ontkoppeling boven een balk, maar niet altijd.
Met een dergelijke draagconstructie moet je niet proberen ook nog luchtkanalen in de vloer op te nemen, geeft Van der Lubbe de zaal nog mee, want dat gaat gewoon niet. Bij Hooghout is er daarom voor gekozen om geen WTW in te zetten, maar de lucht gewoon via de gevel binnen te halen en centraal af te zuigen.
Nog geen normen
“Hout is net zo sterk als staal, het neemt alleen meer volume in”, begint constructeur Hubert Kuijpers van Pieter Bouwtechniek zijn lezing hierna. Kuijpers heeft ondertussen aan een aantal gestapelde houten draagconstructies in Nederland mogen rekenen. Naast de extra ruimte die een houten draagconstructie inneemt, de maatregelen om geluidsoverdracht en de brandveiligheid te beheersen, is het vooral de stijfheid van de gebouwen die wat hem betreft een opgave vormt.
Net zoals hoge bomen buigen in de wind, buigen ook houten draagconstructies. Het is om die reden dat bijvoorbeeld het Treet woongebouw in Bergen, Noorwegen, weliswaar een houten draagconstructie heeft van 14 verdiepingen hoog, maar het gebouw ook één groot vakwerk is. In ieder appartement zijn wel een of twee diagonalen te vinden. Anders beweegt het gebouw gewoon teveel in de wind.
Kuijpers studeerde in 1998 af op een woongebouw met een houten draagconstructie. Constructief kon Kuijpers in zijn afstudeerontwerp prima tot twintig verdiepingen gaan, maar bij harde wind zou het gebouw net teveel heen en weer wiegen. Tot en met de twaalfde verdieping zou dat wiegen comfortabel blijven, vandaar dat hij zijn ontwerp daarop aftopte.
Hij merkte daarbij direct al dat er helemaal geen normen bestaan voor dergelijke hoge houten draagconstructies. De normen zijn volledig gericht op bouwen in beton en staal. Iedereen die aan hogere houten gebouwen tekent waarschuwt hij dan ook om waakzaam te blijven: je betreedt een onbekende wereld.
Patch 22
De realisatie van Patch22, dat een volledig houten draagconstructie van zeven verdiepingen moest krijgen, was daarom echt een ontdekkingstocht, vertelt Kuijpers. Een aanvullende opgave was om de verdiepingen vrij indeelbaar te houden, zodat bewoners in de loop van het proces zelf de grootte van hun woning konden bepalen.
De hoofddraagconstructie die hier ontwikkeld werd, bestaat uit gelamineerde balken die steunen op gelamineerde kolommen. Omdat kolommen, met de nerf van het hout in verticale richting, beter niet onderbroken kunnen worden door balken, met de nerf van het hout in horizontale richting, zijn de kolommen via verborgen stalen I-profielen in de balken verticaal met elkaar verbonden.
Voor de brandveiligheid werd de begane grond uitgevoerd in beton, voor de stabiliteit de kern toch ook. En uiteindelijk werd uit kostenoverwegingen ook nog voor holle betonnen verdiepingsvloeren gekozen. Door zijn houten gevelbekleding ziet het er nog aardig uit als een houten gebouw, maar als Kuijpers bedenkt wat er uiteindelijk aan houten draagconstructie in zit, dan vindt hij het jammer dat dit beperkter is gebleven dan bij aanvang van het project de ambitie was. Het is gewoon niet eenvoudig, gestapelde bouw in hout, benadrukt hij.
De brandveiligheid van een houten draagconstructie is ook complexer dan veelal gedacht wordt, vervolgt Kuijpers. Er wordt vaak vanuit gegaan dat hout verkoold en zo vanzelf stopt met branden, maar in de praktijk kan bijvoorbeeld CLT bij brand gaan bladderen, zodat het steeds opnieuw gaat branden. 120 minuten brandwerendheid betekent gewoon 120 mm extra hout, rekent Kuijpers het publiek voor. Uiteindelijk moet je voor de zekerheid er gewoon altijd een sprinkler in opnemen, waarschuwt hij: “Doe dat gewoon. Want als er nu een houten gebouw afbrandt, dan bouwen we dergelijke gebouwen de komende vijftig jaar niet meer.”
HAUT
Op basis van eerdere projecten in hout, beschouwt adviseur Mathew Vola (Arup) bouwen in hout als ‘veilig en snel’. Bij de bouw van houten gebouwen kun je bijvoorbeeld met veel lichtere kranen toe en zijn de elementen door de bouwvakkers veel eenvoudiger te hanteren. Als de papierindustrie, door de dalende oplages van bijvoorbeeld kranten, aan het krimpen is, dan moet er steeds meer hout beschikbaar komen om andere dingen mee te doen, redeneert Vola ook.
Voor de ontwikkeling van de kavel aan de Amstel waarop woontoren HAUT binnenkort verrijst had de gemeente Amsterdam een tender uitgeschreven waarin de duurzaamheidsscore zwaar meewoog. Architect Do Janne Vermeulen (Team V) vertelt dat ze er daarbij alert op was dat er onder het mom van duurzaamheid geen architectuur zou ontstaan die de tand des tijds niet zou doorstaan. Dus geen dragende gevels, maar transparante gevels en grote buitenruimtes.
Door te bouwen in hout kon op deze plek een zeer duurzaam woongebouw ontstaan, dat ook nog eens zeer transparant zou zijn en grote balkons zou hebben. Als je de CO2-voetafdruk van een regulier gebouw in de tijd vergelijkt met die van een houten gebouw, dan komt die laatste er significant voordeliger uit. Vanuit dat perspectief bekeken mag de draagconstructie ook best wat dikker zijn, benadrukt Vola, want hoe meer hout je toepast, hoe lager je CO2-voetafdruk wordt.
Bij het ontwerp van HAUT heeft het ontwerpteam twee varianten voor de houten draagconstructie uitgewerkt: in de eerste variant bestond de constructie uit volledig houten vloeren en een houten stabiliteitssysteem met stalen verbindingsstrips. In de tweede variant werd vertrouwd op houten vloeren met een betonnen toplaag, en een hybride stabiliteitssysteem met een betonnen kern en houten stabiliteitswanden. Mede op verzoek van de aannemer neigt het team nu naar de laatste variant.
Wat hierin ook een rol speelde was dat tijdens het proces duidelijk werd dat vanwege de aanwezigheid van een dijklichaam de kelderbak niet helemaal tot de rand van de kavel kon lopen, waardoor er een uitkraging ontstaat op dit plek. Daarnaast bleek de draagkracht van de grond lager dan gedacht, en kwamen er meer trillingen van het nabijgelegen spoor. Dat alles leidde tot een verzwaring van de stabiliteitseisen. Van daaruit kon de draagconstructie voorzien worden van extra stalen verbindingen en een groot stalen vakwerk, of kon ervoor gekozen worden om een betonnen kelder, begane grond en kern toe te passen. Mede vanuit CO2-voetafdruk bleek de betonnen variant hier toch beter te presteren, zodat daarvoor gekozen is.
In de appartementen wil je ook het liefst zowel de houten wanden als plafonds zichtbaar laten, vervolgt Vola, maar over het gedrag bij brand van dergelijke haaks op elkaar staande houten vlakken is nog niet alles bekend. Daarom is er bij HAUT voor gekozen om de houten plafonds zichtbaar te laten – zo kun je dat van de straat ook zien – en zijn de wanden ingepakt. Voor extra veiligheid wordt het gebouw ook voorzien van sprinklers.
De CLT wanden zijn in de woontoren parallel aan elkaar geplaatst en 22 verdiepingen door gestapeld. De groottes van de woningen wisselt echter wel, zodat de openingen in deze wanden over de hoogte van de toren nog wel wisselt – iets wat in de stabiliteit ook helpt.
Met zwevende dekvloeren en voorzetwanden verwacht het ontwerpteam de geluidsisolatie tussen de appartementen op orde te hebben. Het detail dat ze hiervoor ontworpen hebben, wordt momenteel in het lab getest. Omdat ook deze vloerconstructie geen ruimte laat voor ventilatiekanalen, wordt frisse lucht ook bij HAUT via de gevels binnengelaten en centraal afgezogen.
Zowel Vola als Vermeulen zijn erg blij dat met deze houten draagconstructie enerzijds een zeer duurzaam woongebouw is ontstaan, dat een BREEAM Outstanding-ontwerpcertificaat heeft ontvangen, en dat het anderzijds een zeer transparant gebouw is geworden. De opdrachtgever is hier ook heel blij mee.
Dit is zo’n project waarmee we echt de grenzen willen verleggen, de bouw vooruit willen helpen, benadrukt Vermeulen, die hoopt dat de leveranciers en bouwers die bij HAUT nu ervaring opdoen met bouwen in hout dit ook in andere projecten gaan toepassen.
Tot 50 meter efficiënter
Tijdens het debat na afloop van de korte lezingen kwam de onvermijdelijke vraag naar voren of gestapeld bouwen in hout nu uiteindelijk duurder is dan bouwen in staal of hout. Bij een gebouw als HAUT is dat momenteel nog wel zo, beaamt Vola, omdat leveranciers en aannemers nog weinig ervaring met bouwen in hout hebben en daardoor soms extra marges opnemen in hun prijsstelling. Zodra er meer in hout gebouwd wordt, zullen die marges in zijn optiek meteen verdwijnen.
HAUT wordt 70 meter hoog en dat is voor een houten draagconstructie uiteindelijk ook wat aan de hoge kant, analyseert Vola. Een draagconstructie van 40-50 meter hoogte is wel wat efficiënter in hout te bouwen. Dat zou uiteindelijk misschien wel goedkoper kunnen worden dan een betonnen of stalen draagconstructie.
De architecten en adviseurs op dit netwerkevent laten zich door de complexiteit van gestapeld bouwen in hout in ieder geval niet uit het veld slaan. Waar je een betonnen draagconstructie soms bijna niet detailleert, daar moet je dat bij een houten draagconstructie wel doen, vertelt Van der Lubbe. Het werken aan dat detail is echter ook leuk, vult Vola aan: dat kun je blijven doorontwikkelen.
Naast de uitstraling van hout is het vooral de duurzaamheid die de projecten drijft. Door te bouwen in hout kan de impact van de bouw op het milieu significant worden verminderd. En daar gaan we toch voor?