Hout biedt grote voordelen om met prefab bouwconcepten lichter en duurzamer te bouwen. Maar in midden- en hoogbouw blijft het gebruik ervan voorlopig beperkt tot hybride constructies met beton en staal. In het project Woodcore van de Programmalijn Prefab worden eeuwenoude verbindingstechnieken verkend om toch tot een volledig houten draagstructuur te komen voor hoogbouw. Daarmee kan lichter, goedkoper én duurzamer worden gebouwd.

Houtbouw is de laatste jaren sterk in opkomst als biobased alternatief voor traditionele stenige materialen. Ook in prefab ontstaan steeds meer modulaire houtbouwconcepten. Toch is hoogbouw in hout nog altijd schaars en worden gebouwen hoger dan vier tot vijf lagen voornamelijk gerealiseerd met hybride constructies van hout, staal en beton. Volledig houten systemen blijven achter door beperkingen in regelgeving en gebrek aan betrouwbare data.

Het project Woodcore moet daar verandering in brengen. Door academische en praktijkkennis in binnen- en buitenland te bundelen, wil het Fieldlab Efficiënt Bouwen met Hout een doorbraak forceren met een innovatief prefab bouwsysteem voor midden- en hoogbouw.

Oude houttechnieken afstoffen

De trekkers van het project zijn Alfred Evers, Docent Technicus Hout en Restauratie, en Christian Struck, Lector Sustainable Building Technology bij Saxion. Nog ruim voor stikstof en CO₂ houtbouw weer op de agenda zetten, vonden zij elkaar in het idee om kennis van houtbouw in onderwijs en bedrijfsleven te promoten en vooruit te helpen. Evers: “Oude houtbewerkingstechnieken blijken juist nu weer heel waardevol. Maar die kennis is vaak onder het stof beland, en versnipperd. Wij willen dat nieuw leven inblazen en academische kennis en praktijkkennis bundelen en verder brengen tot echte houtbouwinnovaties.”

Een eerste consortium werd gevormd, bestaande uit constructeurs, aannemers, architecten, ROC’s, hogescholen en TU’s. En met het programma Emissieloos Bouwen hadden we gelijk een concreet doel, namelijk homogene houtverbindingen ontwikkelen voor hoogbouw met hout. Die kennis nemen we nu mee naar deel 2 van ons eerder afgeronde Emissieloos Bouwen project,

Lat ligt hoog

Met het Woodcore project ligt de focus opnieuw op woningbouw.

Evers: “Meerlaagse appartementenbouw in hout is een grote uitdaging. Om het onszelf niet makkelijk te maken, werken we aan een houtbouwconcept dat zelfs geschikt is voor 14 verdiepingen; de lat ligt dus hoog.”

Het consortium komt voort uit het Fieldlab Efficiënt Bouwen met Hout, een initiatief van regionale bedrijven, het ROC van Twente, Universiteit Twente en Hogeschool Saxion, en wordt gefaciliteerd door Stichting Pioneering.

Struck: “Ons gezamenlijke doel is nog steeds om kennis over houtbouw te bundelen en door te ontwikkelen. Daarnaast willen we de toepassing van houtbouw versnellen en via doorlopende leerlijnen in het mbo-, hbo-, en wo-onderwijs integreren. We richten ons met name op innovaties in lichte en duurzame houtconstructies.”

Exoskeletconcept

De grootste uitdaging bij houten hoogbouw is om van een betonnen kern over te stappen naar een volledig houten stabiliteitskern.

“Uit indicatieve berekeningen blijkt dat het kan, maar het luistert allemaal erg nauw”, legt Struck uit. “De constructie is opgebouwd uit een HSB-stabiliteitskern, windverbanden en gevelelementen die samen het constructief skelet vormen. Die drie elementen moeten, samen met de vloeren, perfect op elkaar worden afgestemd, anders heb je geen goed constructief concept.”

In plaats van staal, werken we toe naar de toepassing van traditionele verbindingen via spanten, kruizen en windverbanden die grote krachten kunnen opnemen.”

Evers: “Neem zwaluwstaartverbindingen, die kunnen veel grotere krachten aan dan waarmee nu wordt gerekend. Rotatiekrachten worden nu formeel niet meegeteld door constructeurs, maar dragen wel degelijk positief bij aan het constructief vermogen van de verbinding. Dat moet op termijn zeker worden aangepast in de Europese wet- en regelgeving.”

Minder CLT

Nog een doel was om veel minder kostbaar CLT, oftewel kruislaaghout te gebruiken. Evers: “In Nederlandse houtbouw zit per definitie heel veel CLT, terwijl dat eigenlijk pas vanaf vier lagen rendabel is. Al dat CLT komt nu uit het buitenland. Voor dit concept hebben we ook nadrukkelijk naar lokale grondstoffen gekeken, zoals hout voor balken en kruizen van Nederlandse bodem. We willen bijvoorbeeld graag Staatsbosbeheer betrekken bij de voorkant van de houtketen, voor de teelt en kap. Als we holle CLT-liggers gebruiken, die nu in ontwikkeling zijn, heb je veel minder materiaal nodig.”

Minder staal en een slimmer gebruik van CLT betekent dat de constructie lichter wordt. Hierdoor vindt er tijdens transport en op de bouwplaats minder uitstoot plaats, en kan er sneller worden gebouwd. In combinatie met prefab bouw, wordt uitgegaan van minimaal 40% minder transportbewegingen, stikstof- en fijnstofuitstoot.

Innovatief Dutch design

In drie maanden tijd heeft het fieldlab, met hulp van partners uit Duitsland en Zwitserland, een volledig interactief werkend platform ingericht. Een model van een 14-laags appartementencomplex, waarin zoveel mogelijk academische en praktijkkennis uit de houtbouw wordt gecombineerd.

Evers: “Met dat model zoeken we naar een optimum, een constructie met zo min mogelijk staal en CLT, lichtgewicht, duurzaam en veilig. Het zou mooi zijn als we tot een innovatief Dutch design kunnen komen, dat breed toepasbaar is voor zowel grote prefab bouwers, als kleinere bedrijven.

Het model staat nu en bevat alle ingrediënten. We zijn nu bezig om de details door te ontwikkelen, met als uiteindelijke doel om ook daadwerkelijk een verdieping als prototype te bouwen. Alle partners hebben zich gecommitteerd aan het doel om tot een gevalideerd, universeel toepasbaar prefab HSB-kernsysteem te komen, dat vanaf 2027 breed inzetbaar is voor duizenden woningen per jaar.”

Polderen naar perfectie

Wat dit project volgens Evers bijzonder maakt, is de manier van samenwerken. “In zo’n consortium zie je dat innovatie veel sneller gaat. Partners dagen elkaar uit en er ontstaan bruggen tussen wetenschap en praktijk. Het buitenland kijkt met veel interesse mee, omdat deze manier van samenwerken tussen ketenpartners, kennisinstellingen en bedrijven typisch Nederlands is. Door de open discussies en het delen van ideeën op dit platform kunnen we snel verbeteringen doorvoeren. Zo polderen we samen naar een optimaal ontwerp. We maken daarbij volop gebruik van de kennis van alle partners, uit het bedrijfsleven én van universiteiten.”

‘Veel kan, maar niet alles’

Hoe kijken beide heren naar de toekomst van hout in prefab?

Evers: “Ik hoop dat we met dit project een blauwdruk opleveren voor een manier van samenwerken die navolging krijgt. Er is veel animo onder bedrijven om bij ons aan te haken en kennis uit te wisselen. Juist in het praktische onderwijs zit ontzettend veel denkkracht om hout optimaal te benutten. Kennis die zeker voor prefab zeer waardevol is.”

Struck: “Mijn wens is dat het aandeel hout in de bouw gestaag groeit. Tegelijk moeten we transparant zijn over de beperkingen van het bouwen met hout. Niemand zit te wachten op incidenten. Veel kan, maar niet alles. Er zijn duidelijke kaders nodig om de veiligheid te waarborgen. Bouwen met hout moet een robuuste bouwmethode worden, met bekende en verzekerbare risico’s. Dat vraagt om realistische, goed presterende concepten die we vervolgens ook echt durven toe te passen.”