Koplopers in hout
Om de wereld leefbaar te houden voor toekomstige generaties, moet de opwarming worden tegengegaan en de CO2-uitstoot naar beneden. In een tijd waar energie duurder wordt, de prijs stijgt van traditionele energie-intensieve bouwmaterialen zoals staal en beton en de bouwvrijstelling voor stikstof is vervallen, lijkt bouwen onmogelijk te worden.
Wij zien kansen voor vernieuwing, maar maak eerst gebruik van wat er is, verbeter waar mogelijk, en breid uit waar het moet. In al deze stappen is hout een kansrijk materiaal zonder het milieu extra te belasten. Wij ontwerpen om verantwoord te bouwen, op een lichtere, schonere manier, meer nauwkeurig, minder afval, met minder zwaar materieel, biobased en daarmee niet uitputtend, maar hernieuwbaar, kortom: Bouwen in hout!
Sinds 2013 werken wij als Nieuwe Architecten dan ook in onze ontwerpen met hout of andere biobased materialen. Wij kijken vooruit en zien al langer de potenties van deze materialen en de verandering die nodig is in de bouwwereld.
Maatwerk/Nauwkeurig
Ontwerpwerk is het laatste decennium sterk veranderd, steeds meer digitaal, volledig in 3D, samenwerking van verschillende disciplines in één model en gebouwinformatie als informatiedrager voor het ontwerp (BIM), de uitvoering én het gebruik van gebouwen. In staalbouw werkt met al jaren volledig in 3D met een sterke koppeling tussen de ontwerpinformatie en productie, bij houtbouw blijkt deze nog directer aanwezig te zijn. Waar bouw een bouwtolerantie van 20mm vanzelfsprekend is, zien we in het bouwen met hout een veel hogere nauwkeurigheid en directere koppeling tussen de ontwerpmodellen en de componenten die uit de bewerkingsmachines komen. De grotere nauwkeurigheid van bouwen in hout maakt dat de 3D-ontwerpmodellen op basis waarvan wordt uitgevoerd steeds meer As Built modellen worden. Meer controle vooraf, minder fouten op de bouw en een digital twin die na uitvoering ook direct voor onderhoud en beheer toegepast kan worden.
Bij het realiseren van de houtconstructie van het nieuwe Entreegebouw voor het Koning Willem I College (KW1C) in ’s-Hertogenbosch is er gewerkt met toleranties van millimeters. Niet vanwege zware tolerantie eisen in de contractstukken, maar een resultante van de bouwmethode, productiemogelijkheden en bouwen met hout.
Integratie
Houtbouw is gebaseerd op het slim samenstellen van elementen en de verschillende eigenschappen van houtproducten te combineren. Daarnaast is het materiaal eenvoudig bewerkbaar en heel geschikt voor het van te voren aanbrengen van voorzieningen, sparingen, sleuven en andere vormbewerkingen. Hiermee leent houtbouw zich in het bijzonder goed voor het integraal ontwerpen en onderdelen voor te bereiden die meer eigenschappen in zich hebben opgenomen. Met slim combineren is te besparen en meer te optimaliseren.
In de Eerste Nederlands Buitenschool in Den Haag hebben wij de mogelijkheden voor het combineren en integreren van voorzieningen in houtbouw toegepast. In een geïntegreerde houten dakconstructie zijn hierin de thermische eisen, akoestische eisen, installatievoorzieningen, constructieve eigenschappen en afwerkingsplafond opgenomen in één pakket. Een integratie die direct leidt tot meer vrije hoogte en ruimte in het gebouw binnen een gelijkblijvend casco en budget.
Lichtgewicht
Een groot voordeel van bouwen met hout is het relatief lichte gewicht met goede sterkte eigenschappen. Hiermee is hout als constructiemateriaal breed inzetbaar van kleinschalige prefab optopping tot grootschalige hoogbouw units.
De voordelen van licht bouwen maakt meer mogelijk voor het optoppen van bestaande gebouwen, of benutten van bestaande fundering of kelderbakken, verdichten en verbeteren van de bestaande gebouwvoorraad. Hout kost minder energie om te produceren/te bewerken en om mee te bouwen. Daarnaast is lichter materieel nodig voor transport en uitvoering en is hiermee de stikstofuitstoot te beperken.
In een dakopbouw in Amsterdam hebben wij in het verleden deze eigenschap benut. Hout leent zicht hiermee goed voor binnenstedelijke inbreiding. Vlakbij het Museumplein in Amsterdam hebben wij een uitbreiding gerealiseerd in houtskeletbouw met een volledige naadloze gevel. Een lichte opbouw waarbij het daklandschap is verrijkt met een nieuwe opgang, slaapkamer met inloopkast en compacte badkamer in de bestaande opbouw.
BIM en productie
De directe koppeling van ontwerpmodellen en bewerking van de houten componenten biedt kansen voor een nieuwe manier van ontwerpen, optimalisatie van materiaalgebruik en bewerking met zoveel mogelijk reduceren van complexiteit en handelingen op de bouw. Op kleine schaal hebben wij hiermee geëxperimenteerd in gevels in bamboe met grote vormvrijheid door de computergestuurde productie. Binnen interieurprojecten hebben wij meubels en grotere elementen ontworpen als efficiënte bouwpakketten. Op grote schaal hebben wij ervaring met het ontwerpen in BIM (Bouw Informatie Management) modellen en de detailuitwerking voor houtbouw rekening houdend met de productiemogelijkheden en beperkingen.
Op kleine schaal hebben wij voor een uitbouw in Voorburg een compleet CNC (Computer Numerical Control) geprefabriceerde gevel van bamboe lamellen. Hierbij hebben wij een 3D ontwerp vertaald in 2D lamellen waarmee op een freesmachine bamboe elementen zijn voorbereid vanuit ons tekenwerk.
Voor ons eigen kantoor hebben wij zelf op CNC machines elementen ontworpen, getekend en geproduceerd om eigenhandig de kennis en ervaring van deze technieken op te doen. Onze pantry annex tijdschriftenwand annex zitmeubel is voor bezoekers van ons kantoor op de Eendrachtlaan in het echt te bewonderen.
Engineering in hout
Afgelopen jaren hebben wij met de oplevering van het nieuwe Entreegebouw voor het Koning Willem I College in ’s-Hertogenbosch wij veel kennis en bouwervaring opgedaan in het engineeren van grootschalige houtconstructies in o.a. gelamineerd hout. Het ontwerp van deze volledig houten hoofddraagconstructie is afgelopen jaar gewaardeerd met de Nationale Houtbouwprijs voor zakelijke bouw.
Prefabricage
Met de hoge mate van integratie van onderdelen in de houtbouwelementen biedt prefabricage de kans om veel van de complexere (bouwkundige en constructieve) verbindingen voor te bereiden, met het beperken van handelingen op de bouw. Het lichte gewicht in combinatie met maximale transportafmetingen, biedt daarbij grote voordelen voor prefabricage in grote elementen die relatief eenvoudig zijn te vervoeren.
Bij het nieuwe Entreegebouw voor het Koning Willem I College heeft deze prefabricage geleid tot een forse kostenbesparing én snelle(re) bouwtijd. Met de detailengineering in het ontwerpproces en de uitwerkingssessie met aannemer en houtbouwer is de complexiteit van het project beheersbaar gemaakt. De samenkomst en overdracht van krachten door de verbindingen met staal zijn grotendeels in de fabriek geprefabriceerd en mee te nemen in de houten elementen, waarmee op de bouw enkel nog een beperkte hoeveelheid eenvoudige boutverbindingen per knoop overbleef. Optimaliseren van elementgrootte, beperken van benodigd staal en beperken van de benodigde montage op de bouw maakt dat wij dit gebouw met volledig houten hoofddraagconstructie binnen budget en planning hebben kunnen realiseren.
Efficiënt materiaalgebruik
Kennis van materiaal, (productie)mogelijkheden en transportoptimalisatie zorgt voor het juiste materiaal op de juiste plek. Efficiënt vanuit handelsmaten met zo min mogelijk verlies en afval op de bouw. Er is een groot aanbod aan houtafmetingen, houttypen en mogelijke samenstelling om passend te maken voor het gevraagde gebruik. De inzet van computer-aided-design vergroot de optimalisatie van materiaalgebruik door bijvoorbeeld “nesting” van elementen, een proces waarbij zo efficiënt mogelijk elementen en vormen uit een plaat gehaald kunnen worden.
In een interieurproject voor een kantoor in Delft zijn door ons kleurrijke elementen ontworpen die elke doorgang naar de volgende ruimte hebben verbijzonderd. Elementen die door opdrachtgever zelfstandig als bouwpakket in elkaar gezet kon worden. Alle puzzelstukken zijn zodanig bedacht en gepositioneerd dat er zo efficiënt mogelijk gebruik gemaakt kon worden van de beschikbare standaard houten plaatmaten, voor een zo kosteneffectief mogelijke ingreep en zo min mogelijk materiaalverlies en afval.
Prototyping en nieuwe ontwikkeling
De ontwikkeling van verschillende woningfabrieken gebaseerd op houtbouw om de gevraagde woonproductie op te schalen, bevestigt houtbouw als één van de antwoorden om snel en efficiënt, en op een duurzame manier de woningvoorraad te vergroten. Industrialisatie kan zorgen voor snelle en betaalbare woningen van hoge bouwkundige kwaliteit. Wel stellen wij ons als ontwerpers de vraag wat massaproductie van woningen inhoudt voor de ruimtelijke kwaliteit, keuzevrijheid voor bewoners en verschijningsvorm. Wat betekent het voor de vormgeving van een woning als deze in basis van hout is? Is er straks wat te kiezen en is het ontwerp aan te passen aan de wensen van bewoners? Een vraag die wij met diverse, zelf ontwikkelde woonconcepten proberen te beantwoorden.
Met het Stack house concept spelen wij in op de ontwerpvrijheid en potentie van hout met de mogelijkheden die productie en prefabricage hiervan met zich meebrengt. Niet een steeds grotere moduul, maar juist een kleinere moduul, grotere aantallen in de toepassing van deze modules voor het benutten van de efficiëntie van prefabricage, maar meer vorm- en indelingsvrijheid binnen deze elementen. Woningen niet als kant-en-klaar product, maar woningen als een droomhuis, een letterlijke stapeling van wensen en eisen, specifiek voor elke gebruiker.
Welke beperkingen brengt hout met zich mee, waar lopen wij tegenaan voor het grootschaliger, breder inzetten van houtbouw binnen de projecten en vragen uit de markt? Dit vraagt om meer kennis en ontwikkeling van toepassing van hout in de markt en optimalisaties van huidige methodes. Een ontwikkeling die wij volgen en waar wij, in samenwerking met partners, actief in participeren. O.a. op het gebied van houten vloeren, nu nog een van de duurste componenten voor bouwen in hout, is nog veel te winnen.
Biobased
Naast hout en bamboe zijn er meer natuurlijke hernieuwbare materialen, die de toepassingsmogelijkheden van biobased materialen vergroten. Om schoner en met minder impact te bouwen moeten we kijken naar nieuwe materialen en nieuwe toepassingen. De komst van steeds meer biobased producten die geschikt zijn voor de bouw is een kansrijke en spannende ontwikkeling die wij volgen en graag toepassen.
Voor het duurzaamheidsconcept Growing Green hebben wij met samenwerkende partners een renovatieconcept ontwikkeld voor woningverbetering volgend aan de reguliere migratie van woningen in een complex. Een vergroeningsproject op langere termijn, maar met zeer korte doorlooptijd per woning (realisatie in 10 dagen). Binnen dit concept hebben wij ervaring opgedaan met toepassing van biobased composieten. Ontwikkeling van een gevelelement met vormvrijheid voor verschillende gevelindelingen heeft geleid tot een proefwoning met biobased gevelelementen op basis van hennepvezels. Elementen die plaats bieden aan een lucht-water-warmtepomp en groenvoorziening per woning.
Bouwen met minder belasting
Al met al is de vraag om te (ver)bouwen alleen maar toegenomen, kwalitatief wonen in de stad, dicht bij voorzieningen, een eigen huis, plek om te wonen, te werken, te leren, bestaande gebouwvoorraad die verouderd is, te klein is en vernieuwd moet worden. Deze groei gaat onverminderd door, terwijl wij ook tegen de grenzen aanlopen wat onze omgeving aan kan, materialen raken uitgeput, energie wordt te duur, de uitstoot te veel. Door te bouwen met hout kunnen we het natuurlijke potentiaal terugbrengen, meer balans in aanwas van bossen, vermindering van CO2 en stikstofuitstoot, bouwen met minder belasting en meer positieve impact voor mens en omgeving.