HAUT: De uitdagingen van hoogbouw in hout

Geschreven door Henk Wind in Houtwereld

Het recent opgeleverde HAUT is met 21 verdiepingen en 73 meter het op twee na hoogste hybride houten gebouw en zelfs de hoogste woontoren ter wereld. Bouwer J.P. van Eesteren pakte de handschoen op. Met als grote uitdagingen het voorkomen van vochtbelasting tijdens bouw én gebruik en het realiseren van een brandwerendheid van maar liefst 90 minuten.

In 2016 schreef de gemeente Amsterdam een tender uit voor het perceel aan de Amstel, waarbij duurzaamheid, ontwerp en grondprijs beloond zouden worden. Ontwikkelaar Lingotto besloot de uitdaging aan te gaan en in te zetten op houtbouw ‘als ultiem voorbeeld van duurzaamheid’. Samen met Team V Architectuur en Ingenieursbureau Arup won het daarmee inderdaad de prijsvraag. Inmiddels zes jaar geleden dus, waarbij hout toen nog veel minder in beeld was voor een gebouwconstructie.

Onbekendheid

Toen er eenmaal een definitief ontwerp lag werd aannemer J.P. van Eesteren aan het bouwteam toegevoegd. Deze TBI-onderneming bouwde inmiddels ook het kantoor voor de Triodos Bank in hout. Projectmanager Jeroen Dunnebacke van J.P. van Eesteren: “Je ziet dat veel bedrijven heel risicomijdend zijn; wij proberen risico’s vooral het hoofd te bieden. Houtbouw is extra complex omdat je met z’n allen uitgaat van aannames over iets dat nog nooit gebouwd is. Je denkt dat het kan, maar je weet het nog niet zeker.” Die onbekendheid zat daarbij niet alleen bij de bouwende partijen. “Daar kun je als aannemer wel een specialist voor inhuren, zoals je ook doet met een staalbouwer of prefab betonbouwer. Maar de onbekendheid zat ook bij bijvoorbeeld de toezichthouder van de gemeente Amsterdam.” De benodigde specialist had het bouwteam al gevonden in de Duitse houtbouwer Brüninghoff GmbH & Co. KG uit Heiden, dat de CLT-panelen liet produceren door Mayr-Melnhof Holz Holding AG uit Leoben in Oostenrijk. Die specialist was onmisbaar, maar gaf in het proces wel een extra uitdaging: de voertaal werd namelijk Engels, zowel in overleg als schriftelijke communicatie. En technisch Engels is wel wat anders dan een standaard Engelse conversatie.

Constructie, vocht en brandveiligheid

De partijen zetten al heel snel gezamenlijk alle risico’s van hoogbouw in hout op een rij. Een eerste keuze betrof de meest optimale oplossing voor de constructieve stijfheid van het gebouw. Daarnaast was de brandveiligheid een uitdaging omdat nog niet eerder was aangetoond dat CLT voldeed aan brandeisen van 90 minuten. Een belangrijk aandachtspunt betrof de vochtbelasting, tijdens de bouw, maar ook later in de gebruiksfase. Onverhoopte lekkage vanuit een badkamer maar ook bluswater uit een sprinkler mag geen schade toebrengen aan de houten constructie, vertelt Dunnebacke. Om die reden is onder meer extra aandacht besteed aan de coating voor het waterdicht maken van de badkamers en is gekozen voor een sprinklermistinstallatie, die veel minder water geeft dan een gewone sprinkler.

Betonnen kern

Constructief bleek een volledig houten gebouw niet de meest eenvoudige keuze. De kern in een dergelijke hoog gebouw van 21 verdiepingen moet voldoende stijf zijn. Daarvoor waren relatief zware verbindingen en stalen verstijvingstrips nodig. Er bleek zo veel staal in te moeten komen, met bijbehorende CO2-uitstoot, dat dat voor de duurzaamheid van het gebouw ongunstig zou uitpakken. De keuze is toen gemaakt om de kern uit te voeren in beton. De combinatie van CLT en beton leidde per saldo tot een minder hoge CO2- uitstoot dan de combinatie CLT en staal. En de ambitie van dit project was om niet alleen een lage CO2-uitstoot te hebben gedurende de gebruiksfase van het gebouw, maar ook tijdens de bouw.

“Met als nadeel dat je werkt met verschillende materialen met elk hun eigen werking, maar ook hun eigen toleranties. De CLT-vloervelden vervullen een schijfwerking en sluiten heel nauw op elkaar aan. Daar zitten geen toleranties in. En dan heb je te maken met een betonnen kern die in zo’n hoogbouw veel minder maatvast is.” Waar nodig is het hout aangepast om de twee bouwmaterialen goed op elkaar aan te laten sluiten.

Brandproeven

Om aan te tonen dat de constructie voldoet aan de vereiste brandwerendheid, zijn speciale brandproeven uitgevoerd. Doordat de woontoren uitgerust is met een sprinklerinstallatie, mocht 30 minuten reductie worden toegepast op de eis van 120 minuten brandwerendheid. Die testresultaten van 90 minuten waren er echter niet voor CLT. Die waren er alleen voor 30 en 60 minuten. “We hebben daarom een CLT-plaat van 16 cm dik in Wenen laten testen, met 90 minuten in een oven van 1000 ˚C. De inbranding bleef minder dan 6 centimeter en de koollaag was aan het eind volledig intact. We kennen wel de algemene stelregel dat de inbrandsnelheid ongeveer 0,7 mm per minuut is, maar het ging hier ook om delaminatie. Als CLT bij het verbranden gaat delamineren, komt er een verse laag hout bloot te liggen die sneller inbrandt. En de kooltjes die er dan afvallen zorgen ook nog voor een hogere vuurlast.”

Deze tests betroffen het houten plafond, dat uiteindelijk als enige constructiehout in het zicht is gebleven. In de woontoren is wel meer hout in het zicht, maar dat is alleen als aftimmering en niet als constructie. De CLT-wanden zijn volledig aan het zicht onttrokken. Dat had mede te maken met het feit dat bij brand twee vlakken hout negatief op elkaar inwerken. Tegen over elkaar liggende vlakken stralen elkaar aan, terwijl bij aangrenzende vlakken de verbinding verzwakt.

Voorzetwand

De dragende wanden van CLT zijn voorzien van een voorzetwand, met daarop een brandwerende beplating. De voorzetwand heeft tevens een akoestische werking én is gebruikt als installatieruimte voor het verslepen van leidingen vanwege de gewenste flexibele indeelbaarheid. De totale wanddikte is circa 50 cm geworden. Uiteindelijk is er voor gekozen om de 90 minuten brandwerendheid volledig uit deze voorzetwand te halen en het CLT daar niet in mee rekenen. “Als we weer zo’n project zouden doen, zou ik de opbouw anders doen. Dan zouden we de brandwerende beplating rechtstreeks op het CLT aanbrengen en de voorzetwand alleen gebruiken voor leidingen en geluidisolatie. Loskoppelen van de brandwerendheid maakt de uitvoering veel eenvoudiger.”

Droge montage van vloeren

Een ander leermoment betrof de montage van de vloeren. De CLT-vloeren werden af fabriek geleverd met een laagje beton er op dat nodig was voor de geluidisolatie en de constructie. Deze oplossing is in het buitenland al vaker gekozen, maar is voor Nederland uniek. Het betekende wel dat de vloeren niet met regen konden worden gelegd. “De naden in het beton moesten achteraf worden dichtgestort. Zo lang die niet dicht zitten kan er door capillaire werking water tussen het beton en het hout terecht komen wat er moeilijk weer uit kan. Als het hout heel lang vochtig blijft, kan dat leiden tot het oplossen van de lijm en het zacht worden van het hout.” Ook gaf de houtbouwer aan dat de gevels binnen een week na de cascobouw gesloten moesten zijn. Dat lukte door in basis te kiezen voor gevelvullende hsb-elementen waar de kozijnen al in waren gemonteerd. In de transparante scherpe hoek van de toren is gekozen voor prefab houten ‘rekjes’ aan de onder- en bovenzijde, waar later in één keer de kozijnen tussen gemonteerd konden worden. De gevelvullende hsb-elementen konden als dat zo uit kwam zelfs al worden gemonteerd voordat de volgende vloer werd gelegd. Daarmee was de planning optimaal af te stemmen op de weersomstandigheden.

2800 kuub constructiehout

In HAUT is in totaal 2800 m3 constructie verwerkt (CLT, LVL, glulam). Als de woontoren volledig in beton was gebouwd, had het gebouw in de bouwfase 30% meer CO2 uitgestoten, zo heeft het ontwerpteam berekend. Dat komt overeen met 1,1 miljoen kilo CO2-equivalent. De besparing op alléén de constructie (het casco) is 45%. Ontwikkelaar Lingotto, ontwerpers Team V Architectuur en Arup en bouwer J.P. van Eesteren zijn trots op het resultaat dat ze hebben neergezet en willen het hier zeker niet bij laten wat houtbouw betreft. Zoals architect Do Janne Vermeulen van Team V Architectuur het aangeeft: “We hebben veel geleerd en kunnen het een volgende keer slimmer en sneller doen.” Daarbij zou ook de prijs van hout naar beneden kunnen, denkt Jeroen Dunnebacke, even los van de huidige grillige marktomstandigheden. “Als wij in Nederland meer in hout gaan bouwen, gaat het ook lukken om hier productiebossen en productiefaciliteiten te creëren. Dan hoeft het hout niet helemaal uit Oostenrijk te komen en worden de vervoersstromen veel korter. Ik geloof daar wel in. De 2800 kuub hout in HAUT is in de Oostenrijkse bossen in ongeveer twee uur weer aangegroeid. In Nederland zal dat minder snel gaan, maar waarom zouden we hier niet in een week een gebouw kunnen laten groeien?”

Lingotto heeft ondertussen in Utrecht een kantoorgebouw ‘Houtwerk’ gerealiseerd van (slechts) drie lagen, met een CLT-kern, CLT-vloeren, houten kolommen en een glazen gevel. “Dat gebouw stond er indrukwekkend snel, het was echt inspirerend”, zegt Thijs Croon van Lingotto.