Een veelbelovend en hoogperformant systeem 2013/01.01

Hout wordt van oudsher toegepast in de bouwsector. Door de vele vooroordelen en de opkomst van gebouwen uit zwaar metselwerk raakte hout echter in onbruik en werd het structureel nog enkel gebruikt voor daktimmerwerk. De herwaardering van hout voor de draagconstructie van het gebouw ging van start na de oliecrisis van de jaren zeventig, werd verdergezet tijdens de Top van de Aarde te Rio in 1992 en werd een feit aan het begin van de eenentwintigste eeuw.

De populariteit van hout in de bouwsector neemt gestaag toe in zowat alle Europese landen. Dit succes is onder meer te danken aan de maatregelen die de overheden troffen om de energetische voetafdruk van gebouwen te verminderen en het duurzame gebruik van natuurlijke grondstoffen te bevorderen. Houtbouw biedt een aantal voordelen op het vlak van duurzaam bouwen: hout is een hernieuwbare grondstof met een positieve milieubalans die slechts een beperkte hoeveelheid bouwafval creëert op de bouwplaats en die bovendien weinig energie vergt om te produceren.

Hout biedt ook pragmatischere voordelen ten opzichte van andere materialen: het heeft een beperkt eigengewicht, het maakt geen gebruik van water, het leent zich voor systeembouw, het heeft een hoge assemblagesnelheid, het beantwoordt aan de nieuwe architecturale tendensen en het biedt de mogelijkheid om de dikte van de thermische-isolatielagen op te drijven zonder daarom de totale dikte van de buitenwanden wezenlijk te moeten verhogen (het isolatiemateriaal vult de beschikbare ruimte tussen het stijl- en regelwerk volledig op).

  1. Extra luchtscherm
  2. Binnenbekleding
  3. Technische leiding
  4. Structurele (verstijvende) plaat
  5. Isolatie
  6. Houten stijl
  7. Houtvezelplaat
  8. Regenscherm
  9. Latwerk
  10. Houten gevel-bekleding

1 | Voorbeeld van een houtskeletwand
Deze aspecten verklaren de groeiende interesse en aandacht van zowel bouwprofessionelen als particulieren voor het gebruik van hout in tertiaire, residentiële en zelfs multiresidentiële gebouwen. 15 tot 20 % van de nieuwbouwprojecten die elk jaar in België gezet worden, bestaat uit hout of heeft een houten skelet. Deze cijfers zijn opmerkelijk indien men weet dat houtbouw aan het begin van de jaren tweeduizend slechts goed was voor 8 tot 10 % van de nieuwe bouwaanvragen.

Het is dan ook niet verwonderlijk dat ook het WTCB meer aandacht schenkt aan dit bouwsysteem. Zo publiceerde het Centrum onder meer de Technische Voorlichting nr. 243 'Gevelbekledingen uit hout en plaatmaterialen op basis van hout' – die opgesteld werd in nauwe samenwerking met de sector en op vraag van de Technische Comités Schijnwerken en Ruwbouw –, riep het diverse onderzoeksprojecten in het leven en organiseert het uiteenlopende opleidingen en informatieavonden (voor de komende data kan men de rubriek 'Agenda' raadplegen).

Zoals bij elk bouwsysteem dient ook elk houtbouwproject goed overdacht te worden. Daarnaast moeten ook alle gebruikte materialen (isolatietype, aard van het lucht- en dampscherm, ...) en systemen oordeelkundig geselecteerd worden om de duurzaamheid en de prestaties van het gebouw te garanderen.

Deze thematische WTCB-Contact schetst de evolutie van de houtbouwprestaties doorheen de jaren en geeft weer hoe men met deze bouwwijze kan voldoen aan de huidige eisen voor nieuwe gebouwen.

1. Houtbouwsystemen

We onderscheiden vier grote soorten houtbouwsystemen:
  • houtskeletbouw
  • houtstapelbouw
  • palen-balkensysteem
  • massieve meerlagige houtplaten.
We geven hierna de eigenschappen van al deze systemen weer maar zullen het in deze WTCB-Contact voornamelijk hebben over houtskeletbouw.

1.1. Houtskeletbouw

2 | Schema van houtskeletbouw
Dit systeem vormt een moderne versie van de vroegere vakwerkbouw. De gebouwstructuur bestaat uit een skelet van verticale elementen met een geringe doorsnede (de stijlen) die op regelmatige afstand van elkaar geplaatst worden, onderling verbonden worden door horizontale elementen met dezelfde doorsnede (de regels) en die samen kaders vormen. Rekening houdend met de standaardafmetingen van de gebruikte windverbandplaten (120 cm) worden de stijlen van het skelet meestal om de 40 of 60 cm geplaatst.

Bij dit constructietype speelt elk samenstellend element van de wanden een eigen rol. Het skelet vangt de verticale belastingen van het dak en van de verdiepingsvloeren op. De windverbandplaten die aan het stijl- en regelwerk genageld worden, vangen op hun beurt de horizontale belastingen op van de wind, seismische krachten, enz.

De thermische isolatie wordt verzekerd door het aanbrengen van een isolatiemateriaal tussen de stijlen. De isolatie kan nog verhoogd worden langs de binnen- en buitenzijde om betere thermische prestaties te behalen en de thermische verzwakkingen die eigen zijn aan het stijl- en regelwerk uit te vlakken. Voor de buitenbekleding bestaat er een brede waaier aan mogelijkheden: bakstenen, steen, hout, ...

Houtskeletbouw is momenteel de meest gebruikte techniek in België dankzij zijn grote vormvrijheid en ongeëvenaarde aanpasbaarheid.

De fabrieksmatige systeembouw en snelle plaatsing kunnen de bouwtijd bovendien aanzienlijk verkorten. Deze bouwmethode kan gebruikt worden voor de oprichting van zowel woningen als tertiaire gebouwen.

1.2. Houtstapelbouw

3 | Schema van houtstapelbouw
Er bestaan momenteel twee plaatsings-methoden voor geprofileerde balken (rondhout/baddings):
  • systeem met horizontaal opeengestapelde balken
  • systeem met verticaal naast elkaar geplaatste balken.
Zoals de naam laat veronderstellen, worden de houtelementen bij de eerste techniek horizontaal op elkaar geplaatst tot ze een muur van massief hout vormen. Men moet bij deze techniek bijzondere aandacht schenken aan de bouwdetails omwille van de onvermijdelijke krimp en zetting van de houtelementen ten opzichte van elkaar. Deze fenomenen treden tijdens de eerste jaren op, met name tijdens het drogen van het hout en als gevolg van de belastingen waaraan de structuur onderhevig is. Men dient deze dimensionale variaties in aanmerking te nemen en de nodige voorzieningen te treffen voor de assemblage op de bouwplaats (aanpasbare voegen, een grotere speling, het voorlopig vastzetten van elementen, ...). Het zettingsfenomeen kan vermeden worden door de balken verticaal naast elkaar te plaatsen zoals boeken in een bibliotheek. Bij deze configuratie loopt de belasting van het gebouw in de richting van de vezels (de richting waarin het hout het sterkst is).

Volle en doorlopende muren moeten daarom opgebouwd worden uit een relatief grote hoeveelheid massief of gelamelleerd hout. Hoewel gelamelleerd hout ook onderhevig is aan krimp, bezit het niettemin een grote weerstand en stabiliteit.

De wanden kunnen op diverse manieren gerealiseerd worden waardoor men uiterlijk verschillende wanden met uiteenlopende energieprestaties kan bekomen.

Omwille van haar bijzondere eigenschappen is deze bouwmethode enkel geschikt voor woningen en lichte constructies met hoogstens één verdieping. Elke aanpassing na afloop van de werken is bovendien quasi onmogelijk. De integratie van diverse uitrustingen (elektriciteit, watertoevoer en -afvoer, domotica, verwarming) in de balken vergt ten slotte een complete en nauwkeurige voorafgaandelijke studie.

1.3. Palen-balkensysteem

4 | Schema van het palen-balkensysteem
Bij dit systeem wordt er een grote open structuur gebouwd die bestaat uit een beperkt aantal dragende elementen met een grote doorsnede: de verticale elementen (palen) worden volgens een raster op regelmatige en relatief grote afstand (van 0,9 m tot enkele meters) van elkaar geplaatst en worden horizontaal met elkaar verbonden door middel van horizontale elementen (balken). De belastingen van de vloeren en daken komen samen op deze twee elementen die optimaal samengesteld en gedimensioneerd moeten worden.

De palen en balken bestaan uit massief of gelamelleerd hout. Net zoals bij houtstapelbouw wordt steeds vaker gelijmd-gelamelleerd hout gebruikt omdat dit toelaat om kleinere doorsneden te combineren met een grotere dimensionale stabiliteit. Met dit houttype kunnen tevens grotere overspanningen verwezenlijkt worden. De hoofdstructuur wordt vervolledigd met vulwanden die ofwel deels tussen de palen geplaatst worden, ofwel aangebracht worden langs zowel de binnen- als buitenzijde.

De windbelasting wordt opgevangen door de stijfheid van de verbindingen, door het aanbrengen van Sint-Andrieskruisen of door het opvullen van sommige wanden. Hoewel deze wanden geen draagwanden zijn, kunnen ze het geheel niettemin verstijven. De palen kunnen zich tot een verdiepingshoogte beperken of zich over de volledige gebouwhoogte uitstrekken. De palen en balken kunnen al dan niet continu zijn, uit één sectie bestaan of uit twee of zelfs drie secties. Dankzij deze verschillende mogelijke opbouwen kan men talrijke bevestigingswijzen hanteren (hout op hout of met metalen koppelingen).

Omwille van haar grote volumes en openingen is deze bouwmethode vooral gegeerd voor (soms complexe) industriële, tertiaire en educatieve gebouwen.

1.4. Massieve meerlagige houtplaten

5 | Schema van massieve meerlagige houtplaten
Dit constructietype maakt gebruik van meerlagige platen die opgebouwd zijn uit kruislings op elkaar gelijmde of genagelde platen die op hun beurt bestaan uit onderling verlijmde massieve houten planken. Het aantal gebruikte planken hangt af van de gewenste toepassing en dikte. De geprefabriceerde platen bieden dankzij hun opbouw talrijke voordelen zoals:
  • een beperking van de dimensionale vervormingen
  • een verhoogde stijfheid waardoor ze, in tegenstelling tot het palen-balkensysteem, belastingen in alle richtingen kunnen opvangen (men noemt dit het 'zeileffect' van de plaat)
  • een brandweerstand afhankelijk van het aantal lagen.
De afmetingen van de platen werden zorgvuldig gekozen om zo weinig mogelijk verticale voegen te moeten realiseren in de wand- en gevelelementen. Alle voorziene deur- en raamopeningen worden fabrieksmatig uit de platen gezaagd.

De muurhoeken worden opgebouwd uit platen die haaks tegen elkaar gezet worden en vervolgens aan elkaar geschroefd worden in de richting van de plaatsnede. Bij de realisatie van de vloeren verbindt men twee platen in hetzelfde vlak door middel van langs de bovenzijde aangebrachte houten deklatten, een losse-veerverbinding of een verbinding op halve houtdikte.

  1. Extra luchtscherm
  2. Alternatieve plaatsing van 1
  3. Binnenbekleding
  4. Technische leiding
  5. Massieve meerlagige houtplaat
  6. Isolatie
  7. Regenscherm
  8. Latwerk
  9. Houten gevel-bekleding

6 | Voorbeeld van een wand uit meerlagige platen
Deze bouwmethode laat een grote creatieve vrijheid en diversiteit toe en maakt gebruik van eenvoudige samenstellende delen. Ze komt bovendien in aanmerking voor de realisatie van grote overkragingen.

Door de grote plaatafmetingen hoeft men op de bouwplaats minder elementen samen te voegen en kan de opbouw sneller verlopen. Deze platen moeten momenteel echter nog geïmporteerd worden in België en kunnen omwille van hun afmetingen enkel geplaatst worden met behulp van hefwerktuigen.

Dit bouwsysteem is zowel geschikt voor woningbouw als voor commerciële en sociaal-educatieve gebouwen.

2. Van conformiteit tot perfectionering

Houtbouw kon de laatste jaren de prestaties van systemen uit zwaar metselwerk evenaren en hielp zo de talrijke vooroordelen en misvattingen de wereld uit. Dit constructie-type evolueerde sindsdien onophoudelijk. Vooral het ontwerp en de plaatsing ervan gingen drastisch vooruit en werden een stuk complexer, waardoor beide handelingen tegenwoordig een grote technische deskundigheid vergen. Ook de veiligheid en de betrouwbaarheid van houtbouw kregen een sterke duw in de rug. De akoestische isolatie en het zomercomfort, twee zwakke punten die hoofdzakelijk te wijten waren aan de gebouwmassa, werden aangepakt.

Deze twee prestaties werden, samen met een aantal andere prestaties, vastgelegd in de nieuwe Europese Verordening nr. 305/2011 voor het verhandelen van bouwproducten (ook de Bouwproductenverordening genoemd, zie 'CE-markering van houten bouwelementen'). Deze Verordening legt zeven fundamentele eisen vast die hierna systematisch aan bod zullen komen. We bespreken in deze WTCB-Contact hoe men deze verschillende eisen moet combineren bij de oprichting van bijvoorbeeld een scheidingsmuur.

2.1. Mechanische weerstand en stabiliteit (zie Dimensionering en verbindingen)

Dit artikel legt zich toe op de dimensionering van balkenvloeren enerzijds en de afstandsregels en de minimaal te respecteren afstanden voor lopende verbindingen anderzijds (bv. nagels, houtschroeven, schroefbouten, nieten, ...). Beide regels worden samengevat in een tabel en praktische schema's die de eisen van Eurocode 5 verduidelijken.

2.2. Brandveiligheid (zie Brandveiligheid bij houtbouw)

Het is niet meer uitzonderlijk om, naast vrijstaande eengezinswoningen, ook rijhuizen, appartementen of kantoorgebouwen op te trekken uit hout. Deze gebouwen moeten echter aan strenge brandweerstandseisen en -regelgeving voldoen. Dit artikel geeft een overzicht van de nieuwe wettelijke voorschriften (van kracht sinds 1 december 2012) en meer bepaald van de eisen in verband met de brandreactie en de brandweerstand. Het artikel sluit af met een aantal aanbevelingen voor de uitvoering en een reeks ontwerpdetails waarmee men aan de eisen kan voldoen.

2.3. Hygiëne, gezondheid en milieu (zie 'CE-markering van houten bouwelementen' en 'Vochtbeheersing bij houtbouw')

De materialen die bij de verschillende bouwsystemen gebruikt worden, kunnen een rechtstreekse invloed uitoefenen op het milieu en op onze gezondheid. Om deze invloeden te beperken, zijn een aantal maatregelen aangewezen. De CE-markering verplicht de fabrikanten van multiplexplaten om hun producten strenger te controleren op de emissie van schadelijke stoffen uit de toegepaste verlijming naar de binnenlucht (meer bepaald formaldehyde, pentachloorfenol of PCP en vluchtige organische stoffen of VOS in het algemeen).

De duurzaamheid van hout kan soms enkel gegarandeerd worden indien het een verduurzamingsbehandeling kreeg. Hierbij dient men zowel het verduurzamingsproduct als de behandelingsmethode oordeelkundig te kiezen. Het productgamma waaruit men kan kiezen, werd echter sterk gereduceerd sinds de invoering van de REACH-reglementering die het gebruik van bepaalde producten in Europa verbiedt. De kans is bovendien zeer groot dat deze lijst met verboden producten in de toekomst nog uitgebreid zal worden.

2.4. Gebruiksveiligheid en toegankelijkheid (zie 'Plaatsingswijzen en toegankelijkheidseisen voor schrijnwerk')

Het is niet vanzelfsprekend om een deurdorpel met goede energieprestaties te realiseren die ook vlot toegankelijk is voor personen met een beperkte mobiliteit. Doordat de buitenmuren alsmaar dikker worden, vergroot ook de afstand tot de raamkrukken waardoor deze moeilijker bereikbaar worden. Dit artikel reikt mogelijke denkpistes aan.

2.5. Geluidswering (zie 'Akoestische isolatie in houtskeletbouw')

In de meeste Europese landen werden de akoestische eisen opgesteld aan de hand van de prestaties van gebouwen uit zwaar metselwerk. Deze werden vastgelegd op basis van de beoordeling van akoestische prestaties hoger dan 100 Hz. Tegenwoordig zou men echter ook lagere akoestische prestaties in aanmerking moeten nemen. Geluiden van minder dan 100 Hz zijn minstens even hoorbaar voor de gebouwgebruikers en zeker bij houtbouw. Bij dit constructietype is het immers niet evident om bij lage frequenties even goede akoestische prestaties te halen als bij gebouwen uit zwaar metselwerk.

2.6. Energiebesparing en thermische isolatie (zie 'Energieprestaties van houtconstructies' en 'Plaatsingswijzen en toegankelijkheidseisen voor schrijnwerk')

We bespreken de bouwknopen in houtbouw en de manier om deze EPB-aanvaardbaar te maken. De artikels kaarten daarnaast ook het zomercomfort in deze constructies aan en wijzen op het belang van de uitvoeringsdetails van schrijnwerkelementen (bv. ramen). Indien men in het gehele gebouw goede prestaties wil behalen (vooral voor de lucht- en waterdichtheid en de thermische isolatie) dient men de verbindingen tussen het raam en de houten constructie met de nodige zorg uit te voeren.

2.7. Duurzaam gebruik van natuurlijke grondstoffen (zie 'Milieu-impact van houtskeletbouw' en 'Vochtbeheersing bij houtbouw')

Ondanks zijn vele ecologische voordelen (lage-energieconstructie, gebruik van een hernieuwbare grondstof, ...) dient men de toepassing van houtbouw niettemin goed te overdenken om de voordelen ervan maximaal te kunnen benutten.

Het artikel Milieu-impact van houtskeletbouw geeft de resultaten weer van een volledige levenscyclusanalyse waarbij de voordelen van houtbouw afgewogen worden tegen deze van een constructie uit zwaar metselwerk. Wie houtbouw duurzaam wenst toe te passen, dient het gebruik van hout uit een plaatselijke en duurzame ontginning te overwegen evenals een behandeling en onderhoud die aangepast zijn aan het voorziene gebruik van het gebouw.

Vocht vormt de oorzaak van een groot aantal schadegevallen bij houtbouw. Het is daarom onontbeerlijk om het gebouw optimaal te ontwerpen en een efficiënte regendichting en vochtscherm te voorzien om condensatie in de kern van de wanden uit te sluiten. Men dient daarom te kiezen voor performante materialen en verduurzamingsbehandelingen, te zorgen voor een goede coördinatie van de werken en te beschikken over een grondige kennis van de technologieën.

Met de toevoeging van deze zevende en laatste eis prijst de Bouwproductenverordening hout nog meer aan als structuurmateriaal. Door de invoering van de CE-markering (zie 'CE-markering van houten bouwelementen') zal de gebruiker er zich bovendien van kunnen verzekeren dat de houtelementen voldoen aan de eisen uit de Europese normen.

De houtbouwsector heeft deze conformiteit met de fundamentele eisen echter niet afgewacht om de materialen en uitvoeringstechnieken te laten evolueren. Er bestaat tegenwoordig geen enkele technische beperking meer om hout in constructies te gebruiken. Beter nog: houtbouw is niet langer louter 'conform' deze eisen, het overstijgt ze en kan zeer hoge prestaties leveren op het gebied van temperatuur, akoestisch comfort, stabiliteit en brandgedrag, ...

3. Een blik op de toekomst

De steeds strengere eisen op het gebied van energiebesparing (zero energy building) en duurzame ontwikkeling voorspellen een rooskleurige toekomst en een verdere groei voor houtbouw. Deze ontwikkeling zal bovendien welvaren bij de demografische groei die zich aan het voordoen is op een onveranderde beschikbare woonoppervlakte.

Doordat het reliëf van de ondergrond amper een rol speelt bij houtbouw, kan het ook toegepast worden in zones die zo goed als onbereikbaar zijn voor andere bouwwijzen. In drukbevolkte zones kan houtbouw ten slotte gebruikt worden voor de toevoeging van verdiepingen aan bestaande gebouwen zonder versteviging van de onderliggende structuur.