HOUTBOUWSYSTEMEN

Als natuurlijk materiaal is hout niet meer weg te denken uit ons dagelijkse leven.

Hout werd van oudsher gebruikt om te bouwen. In de loop der eeuwen werd het echter steeds meer verdrongen door o.a. het gebruik van baksteen. Maar door de oliecrisis en een groeiend ecologisch bewustzijn aan het eind van de vorige eeuw is hout opnieuw op de voorgrond getreden. De voorbije 15 jaar heeft hout gestaag een steeds groter belang gekregen in de bouwsector. Volgens de laatste enquêtes zijn ongeveer 10% van de nieuwbouwconstructies in houtbouw.
De vele voordelen van het materiaal zijn hier niet vreemd aan: hout is ecologisch, performant, gebruiksvriendelijk, architecturaal veelzijdig, enz.

Er bestaan heel wat verschillende manieren om in hout te bouwen en deze technieken blijven voortdurend verder evolueren. Architecten, aannemers en houtbouwconstructeurs, ontwerpers laten ons toe om dit edele, hernieuwbare en ecologische materiaal te gebruiken.

De 4 systemen die het meest worden gebruikt in de Europese houtbouw zijn: houtskeletbouw, palen-balkensysteem, systeem met massieve houtplaten (kruislagenhout) en massieve houtstapelbouw.

Een vergelijking van de 4 bouwsystemen geeft een overzicht van de kenmerken en de voor- en nadelen van ieder systeem.

Vergelijking van de 4 houtbouwsystemen

  • Courante toepassing
  • Max. aantal bouwlagen
  • Eenvoud uitvoering
  • Transport en goederenbehandeling
  • Prefabricagemogelijkheid
  • Economie van het structuursysteem
  • Uitvoeringssnelheid
  • Mogelijkheden m.b.t. latere verbouwing
  • Structurele mogelijkheden potentieel (uitkraging, overspanningen, …)
  • Flexibiliteit m.b.t. binneninrichting
  • Zettingsstabiliteit
  • Isolatiepotentieel
  • Thermische inertie van de constructie
  • Mogelijkheid zichtbaar laten hout in het interieur
  • Houtskeletbouw
  • Individuele woning
  • GLVL+2+dak
  • ++
  • +++
  • +++
  • ++
  • ++
  • ++
  • ++
  • +
  • ++
  • +++
  • +
  • +
  • Houtstapelbouw
  • Individuele woning
  • GLVL+1+dak
  • +++
  • ++
  • +++
  • ++
  • +
  • +
  • +
  • +
  • +
  • +
  • ++
  • +++
  • Systeem met massieve platen
  • Individuele woning – Kleine gebouwen
  • GLVL+6
  • +++
  • +
  • +++
  • +
  • +++
  • ++
  • +++
  • ++
  • +++
  • +
  • +++
  • +++
  • Palen-balkensysteem
  • Individuele woning – Kleine industriële gebouwen
  • GLVL+4
  • ++
  • ++
  • ++
  • +
  • +
  • +++
  • +++
  • +++
  • +++
  • ++
  • +
  • ++
+ goed ++ zeer goed +++ uitstekend

HOUTSKELETBOUW

Een houtskeletbouw is opgebouwd uit een draagstructuur van verticale stijlen, op regelmatige afstanden geplaatst (om de 40 of 60 cm), en horizontale regels waarop windverbandpanelen worden bevestigd. De stijlen in de wandstructuur vangen de verticale belasting van de vloeren en het dak op, de plaatwand biedt weerstand aan de horizontale krachten (voornamelijk windbelasting).

Welk hout gebruiken?

Structurele stijlen en regels : naaldhout (vuren, grenen, douglas, lorken)
Windverbandpanelen : spaanplaten, multiplexplaten of vezelplaten aangepast voor het opvangen van dwarskrachten, de mechanische eigenschappen van de platen moeten dus goed genoeg zijn om als windverband dienst te doen.

ossaturebois

Sterke punten van het systeem?

  • De prefabricage in transporteerbare elementen resulteert in een aanzienlijke tijdwinst en een hoogwaardige werkkwaliteit.
  • Makkelijke goederenbehandeling en flexibele aanpassing op de bouwplaats.
  • Voordeligere funderingen dankzij de lichte constructie – mogelijk voor alle terreintypes, beperking van de invloed van de zetting op aangrenzende gebouwen.
  • Beperkte ruimte-inname voor het volledige systeem dankzij de integratie van de isolatielaag in de structuur; ruimtewinst op de grond.
  • Ademende wanden mogelijk.
  • Plaatsing van extra isolatie aan de binnen- en/of de buitenzijde mogelijk.

Zwakke punten van het systeem?

  • Zeer goed akoestisch ontwerp vereist, met name in gebouwen met meerdere wooneenheden.
  • Geringe inertie van de constructie als deze volledig uitgevoerd is in houtskeletbouw zonder massieve aanvullende elementen.
  • Beperking van het aantal bouwlagen: 3 bouwlagen (glvl + 3) uitgevoerd in houtskeletbouw, 5 bouwlagen met versteviging d.m.v. palen.

 

De structuur

Kenmerken van dit houtbouwsysteem:

  • de verankering van het skelet aan de fundering via de onderregel en de assemblages tussen elementen onderling vereisen bijzondere aandacht bij de uitvoering, niet alleen om de stabiliteit te verzekeren maar ook om eventuele problemen zoals scheuren, spanningen en geluiden in de structuren te voorkomen,
  • de toelaatbare belastingen zijn niet alleen afhankelijk van de houtsecties maar ook van de houtsoort en bijgevolg van de mechanische sterkte van het hout,
  • voor meerlaagse gebouwen dient er in het bijzonder gelet op de druksterkte van de horizontale regels (deze kunnen bijv. worden uitgevoerd in hout met een grotere dichtheid) om de zetting te beperken,
  • latere verbouwingen zijn mogelijk zonder al te veel moeilijkheden binnen of buiten,
  • het is mogelijk alleen gangbare handelsmaten te gebruiken,
  • makkelijke uitvoering die echter wel nauwkeurig moet zijn.

Door de plaatsing van het windverband aan de binnenzijde doet dit dienst als damprem. De buitenzijde van de skeletstructuur wordt met een dampdiffusie-open regenscherm of isolatiepaneel afgesloten. Dit is momenteel het meest gebruikte systeem in België.

De isolatie van een houtskelet – beheer van de koudebruggen

Bij de thermische berekening moet er steeds rekening worden gehouden met het aandeel van de stijlen in de isolatiecoëfficiënten van de wand.
In de meeste gevallen wordt extra isolatie voorzien, die met name de koudebruggen ter hoogte van de stijlen moet beperken. Gezien de huidige thermische eisen mag er niet worden aangenomen dat hout een isolatiefunctie kan hebben. Daarom moet de continuïteit van de isolatie voor alle verticale stijlen en horizontale regels van het skelet worden verzekerd.
De extra isolatie kan in verschillende vormen:

  • dun isolatiepaneel (type regenwerend paneel op basis van houtvezels),
  • dik isolatiepaneel (type te bepleisteren paneel uit houtvezels of kunststof of ter aanvulling bij de plaatsing van het regenscherm, en zelfs gecombineerd met dit laatste),
  • interne bekleding (binnendubbeling) van de structuur met een isolatiepaneel, eventueel voorzien van een afwerking,
  • interne bekleding (binnendubbeling) van de structuur d.m.v. latwerk en extra isolatie. Dit is de meest voorkomende methode, die ook het voordeel biedt de technieken te kunnen doorvoeren zonder het risico te lopen het dampscherm te doorbreken dat in dit geval tussen de 2 isolatielagen wordt aangebracht,
  • een gemengde plaatsing van extra isolatie aan de binnen- en de buitenzijde.

De diverse isolatiemogelijkheden bij houtskeletbouw maken dit systeem ideaal voor passief of zeerlage-energiehuizen.

De luchtdichtheid van een houtskelet

De luchtdichtheid van het gebouw is bepalend voor de thermische prestaties en de duurzaamheid van de structuur. De verbindingen tussen de wanden, vloerplaten, vloeren en openingen worden luchtdicht uitgevoerd om luchtlekken in de gebouwschil te vermijden (controle d.m.v. blowerdoortest). De wanden zijn eveneens luchtdicht om waterdamptransport doorheen de wand en het hiermee gepaard gaande risico op interne condensatievorming in de isolatie te vermijden.
Om de perfecte continuïteit van de dichtingsbanen te verzekeren, worden wachtbanen aangebracht op de structuurelementen die mogelijk een obstakel zouden kunnen vormen: gordingen, perifere oplegpunten van vloeren, muuropeningen, enz. Deze wachtbanen worden nadien overlappend verlijmd.

Doorvoering van de leidingen

De doorvoering doorheen het dampscherm dient verboden te worden, andere oplossingen zijn dus nodig :

  • de voorkeur geven aan de plaatsing van de toestellen (elektrische of verwarmingstoestellen) op de binnenwanden,
  • (eventueel geïsoleerde) technische spouwen voorzien voor gevel- en dakdoorvoeringen, aan de binnenzijde van het dampscherm,
  • technische voedingen zoveel mogelijk alleen binnen een en hetzelfde verwarmde volume voorzien om luchtlekken via kokers die van buiten komen, te vermijden (vaak voorkomend probleem van de luchtdichtheid en verliezen ter hoogte van de inbouwdozen of radiatoruitgangen).

PALEN-BALKENSYSTEEM

Een palen-balkenconstructie bestaat uit een primaire structuur van verticale palen en horizontale balken die een groot en regelmatig raster vormt en door windverbandelementen wordt gestabiliseerd. Deze structuur wordt aangevuld door een secundaire structuur die de vloeren omvat. De binnen- en buitenmuren zijn geen dragende muren en worden vrij geplaatst

Welk hout gebruiken ?

Primaire structuur en grote overspanningen: gelijmd gelamelleerd hout en/of massieve of samengestelde balken uit naaldhout (vuren, douglas, grenen, lorken).
Windverbanden : elementen uit massief of gelijmd gelamelleerd hout of metalen elementen (bandijzers, trekankers, …), of door het opvullen van sommige wanden. De rol en de kwaliteit van de verbindingen zijn van doorslaggevend belang. Deze zijn in de meeste gevallen van metaal, maar soms ook in hout.
Secundaire structuur : op maat gemaakte en/of geprefabriceerde houten elementen.

ossaturebois

Sterke punten van het systeem?

  • Flexibele binneninrichting van de ruimtes.
  • Mogelijkheid met vrij open gevels te werken, aangezien deze niet dragend zijn.
  • Mogelijkheid om gebouwen met verscheidene bouwlagen en grote afmetingen op te trekken die bijzonder geschikt zijn voor de openbare of de industriële sector.
  • Mogelijke prefabricage van de verticale wanden, vloeren en dakelementen volgens een gekend raster.
  • Mogelijkheid tot zelfbouw m.b.t. het vullen van de buitengevels.

Zwakke punten van het systeem?

  • Schaalvoordelen afhankelijk van de grootte van het gebouw en dus eerder beperkt voor kleine projecten.
  • Een globale studie dient voorzien te worden vanaf het schetsontwerp.
  • De keuze van de structuur dient zorgvuldig te gebeuren om een goede thermische continuïteit en optimale luchtdichtheid te verzekeren.
  • Integratie van grote leidingkokers.
  • Beperkte prefabricagemogelijkheden.

 

De structuur

De belasting van de vloeren en het dak wordt via de balken aan de palen overgedragen die ze op hun beurt aan de fundering doorgeven. De horizontale krachten, vnl. de wind, worden opgevangen door de windverbanden. De vloeren en de daken zorgen voor de horizontaal stabilisering van de structuur. De belasting wordt vervolgens via de windverbanden over de palen verdeeld.

De horizontale windverbandelementen kunnen uit bandijzers, diagonalen uit platstaal of platen op basis van hout bestaan. Voor de verticale windverbanden wordt gebruikgemaakt van Sint-Andrieskruisen, diagonalen uit massief hout, platen op basis van hout en andere massieven delen van de constructie die deze functie vervullen. De complexiteit van de structuur beïnvloedt de kostprijs ervan, wat hoofdzakelijk te wijten is aan de uitvoering van de assemblageknopen.

De isolatie van een palen-balkenconstructie – beheer van de koudebruggen

De isolatie van dit type gebouw wordt verzekerd door de wanden die de gebouwschil vormen. Meestal gaat het om houtskeletwanden. We kunnen dus verwijzen naar de opbouw van deze wandprincipes voor hun samenstelling.
De isolatieprestaties hangen rechtstreeks samen met de dikte van deze wanden. Dit geldt ook voor het daksysteem dat plat, gebogen of hellend kan zijn. Doorgaans bevindt de isolatie zich in de dikte van de bekledingsstructuur. Varianten met extra isolatie aan de binnen- en/of de buitenzijde zijn eveneens mogelijk.
De doorvoering van de structuur doorheen de wanden van de gebouwschil dient echter vermeden te worden om koudebruggen te voorkomen. Hoewel de verleiding soms groot is de structuur langs buiten te plaatsen en gebruik te maken van oversteken, bemoeilijkt dit een goede afsluiting van de gebouwschil aanzienlijk, met name wat de luchtdichtheid betreft, en brengen ze de duurzaamheid van het geheel in het gedrang. De balkon- of andere architecturale elementen worden bij voorkeur door een afzonderlijke structuur ondersteund.

De luchtdichtheid van een palen-balkenconstructie

De luchtdichtheidsuitvoering volgt de principes die ook voor de isolerende gebouwschil gelden. De voorkeur gaat naar de volledige continuïteit van de dichte schil, wat betekent dat de structuur volledig in de verwarmde zone wordt geïntegreerd. Zo kan eveneens het stabiele gedrag van de structuur worden verzekerd, aangezien deze laatste niet aan klimaatschommelingen wordt blootgesteld.

De doorvoering van de leidingen

Omdat de elementen van de primaire structuur niet doorboord of onderbroken mogen worden om grote leidingen door te voeren, is het noodzakelijk deze in verlaagde plafonds of verhoogde vloeren te plaatsen. Voor de doorvoering van de leidingen in de buitenmuren, gelden de dezelfde voorschriften als voor houtskeletgevels, met name in een technische ruimte op basis van een voorzetwand.

MASSIEVE HOUTPLATEN

Een houtbouw met massieve houtplaten is opgebouwd uit grote structurele houtplaten die de muren, vloeren en daken vormen en dus de gebouwschil. De houtplaten worden industrieel vervaardigd op basis van gekruiste lagen verlijmde massieve houtplanken die worden verlijmd, vernageld en/of vastgepend.

Welk hout gebruiken?

Er bestaat een grote verscheidenheid aan massieve (meerlaagse) houtplaten. Ze zijn samengesteld uit meerdere gekruiste lagen naaldhoutplanken. Er bestaan ook houtplaten op basis van OSB of spaanplaat. In België worden deze weinig gebruikt.

ossaturebois

Sterke punten van het systeem?

  • Aanzienlijke tijdsbesparing door de prefabricage van transporteerbare elementen.
  • Uitgebreide mogelijkheden, met name voor grote overspanningen of uitkragingen.
  • Weinig maatverandering, goede stijfheid, goede brandweerstand, afhankelijk van het de gekozen plaat.
  • Regulering van het binnenklimaat (vochtigheidsgraagd) dankzij de hygroscopische eigenschappen van hout.
  • Mogelijkheid tot meerdere bouwlagen bij gebruik van houtplaten die (glvl+6 en meer).
  • Goede resultaten voor meerlaagse gebouwen in gelijmde houtplaten in seismische gebieden.

Zwakke punten van het systeem?

  • Latere wijzigingen zijn minder makkelijk dan bij houtskeletbouw.
  • Ieder type massieve houtplaat vereist een eigen stabibilteitstudie.
  • Een hijskraan, aangepast aan de afmetingen van de bouwelementen, is noodzakelijk.

 

De structuur

Het is aangewezen om beroep te doen op een stabiliteitsingenieur voor de dimensionering van het gebouw in functie van het ontwerp, het terrein, de belasting maar vooral het type massieve houtplaat.

Kenmerken van dit houtbouwsysteem:

  • het systeem met gelijmde of genagelde houtplaten is minder gevoelig voor maatveranderingen (zetting van het hout en schommeling van het houtvochtgehalte),
  • de genagelde of gelijmde platen kunnen grote belastingen aan en zijn dus bijzonder geschikt voor gebouwen met meerdere verdiepingen,
  • het is niet nodig een bijkomend windverband te voorzien,
  • de overdracht van de belastingen gebeurt via de wanden aan de funderingen,
  • het opbouwen gebeurt verdieping per verdieping met de mogelijkheid om de vloeren te bevestigen aan doorlopende verticale wanden,
  • de deur- en vensteropeningen worden in de werkplaats geprefabriceerd en in de meeste gevallen is het niet nodig lateien of balken te voorzien in de uitsparingen,
  • het systeem met massieve houtplaten kan gecombineerd worden met andere bouwsystemen zoals houtskeletbouw, traditioneel gordingendak, …
  • in constructies met houtplaten bestaande uit niet-gekruiste lagen (één enkele vezelrichting) moeten uitzetvoegen worden voorzien om eventuele maatvariaties op te vangen,
  • de assemblagesystemen zijn eigen aan elk type plaat en worden door de fabrikant voorgeschreven.

De isolatie van een constructie in massieve houtplaten – beheer van de koudebruggen

Het grote voordeel van een constructie uit massieve houtplaten is de continue isolatie aan de buitenzijde, wat een optimaal beheer van de koudebruggen mogelijk maakt.
De dikte van de aangebrachte isolatie is onafhankelijk van de dikte van de structuur

Er kan extra isolatie voorzien worden door:

  • de binnenzijde van de structuur te bekleden met een isolatiepaneel, dat op zijn beurt bekleed is met een afwerking,
  • aan de binnenzijde van de structuur een latwerk en isolatiepanelen of –dekens aan te brengen. Deze optie biedt de grootste flexibiliteit voor de doorvoering van de leidingen (bij latere wijzigingen).

Een afwerking met pleister op de isolatie is mogelijk als de platen voldoende maatvast zijn (bijv. verlijmde of vernagelde platen met gekruiste lagen).

De luchtdichtheid van een constructie in massieve houtplaten

De luchtdichtheid van het gebouw is een bepalende factor voor de thermische prestaties en de duurzaamheid van de structuur. De aansluitingen tussen de wanden, vloerplaten, vloeren, muuropeningen of doorvoeringen doorheen de dichtingsfolie worden dusdanig uitgevoerd dat luchtlekken onmogelijk zijn.
De uitvoering kan worden gecontroleerd d.m.v. een blowerdoortest (ook druktest genoemd).

Werken met grote elementen biedt het voordeel dat het aantal verbindingen dat luchtdicht gemaakt moet worden, beperkt is.

Bij de montage van de wandelementen onderling worden meteen de dichtingsmiddelen (soepele kleefband) aangebracht op de verbindingen van de wanden met de vloeren en daken. De afdichting met de funderingen gebeurt bij de plaatsing van de onderste elementen d.m.v. luchtdichte kleef- en compriband.

Bij een gebouw uit massieve houtplaten zorgen bepaalde wandsamenstellingen door hun densiteit reeds voor de oppervlakteluchtdichtheid en is een extra dampscherm overbodig. Is dit scherm toch vereist, met name wegens de bestemming van de betreffende ruimten, dan wordt dit aan de warme zijde van de isolatie aangebracht en dus op de buitenzijde van de elementen uit massief hout, zodat het als luchtdichtheids- en dampscherm fungeert.

De doorvoering van de leidingen

Het voordeel van een massieve constructie is dat er geen rekening moet worden gehouden met de eisen verbonden aan de plaatsing van een dampscherm. Hierdoor kunnen de technieken:

  • rechtstreeks op de structuur worden geplaatst met behulp van een technisch latwerk,
  • in gefreesde goten rechtstreeks in de platen worden geïnstalleerd