CLT is het meest geavanceerde bouwmateriaal ter wereld

 

Op een bewolkte dag begin oktober omcirkelde de architect Andrew Waugh de basis van een onopvallende woontoren in Shoreditch, een wijk in Oost-Londen. Shoreditch werd zwaar getroffen tijdens de Tweede Wereldoorlog - “stadsvernieuwing, complimenten van de Luftwaffe” zegt Waugh - en vervolgens tientallen jaren verwaarloosd. Echter onlangs is de buurt brullend teruggekomen. Met de belofte van goedkope huur kwamen er eerst nachtclubs en tech start-ups, de bewoners volgden. Samen met de bewoners kwamen architecten, stedenbouwkundigen en ingenieurs, van wie velen een pelgrimstocht maakte naar diezelfde toren die Waugh omcirkelde.

Van buiten af is er niets bijzonder te zien aan het gebouw met negen verdiepingen, genaamd Stadthaus, dat Waugh ontwierp met zijn partner, Anthony Thistleton. De grijs-witte gevel past bijna naadloos in de bewolkte straatbeeld van Londen. Hetgeen er zich vanbinnen afspeelt is wat Stadthaus zo bijzonder maakt. In plaats van staal en beton zijn de vloeren, plafonds, liftschachten en trappenhuizen volledig van hout gemaakt.

Maar niet zo maar hout. De kracht en massa van de toren zijn gebaseerd op een hoogwaardig materiaal genaamd ‘kruislings gelamineerd hout’ CLT. De enorme panelen zijn tot 150mm dik en zijn gemaakt door loodrecht op elkaar liggende lagen parallelle liggers op elkaar te plaatsen en vervolgens aan elkaar te lijmen om zo een materiaal te creëren met staalachtige sterkte. “Deze constructie heeft meer gemeen met geprefabriceerd beton dan met traditionele houtskeletontwerp”, zegt Thistleton, veel ingenieurs noemen het ‘triplex op steroïden’.

Toen het gebouw in 2009 werd geopend, was Stadthaus veruit het hoogste moderne houten gebouw ter wereld. Sindsdien zijn overal CLT-torens ontsproten. Waugh en Thistleton bouwde in 2011 een zeven verdieping tellende woontoren nabij Stadthaus en momenteel is de bouw van een 90-meter hoog houten gebouw gestart in Prince George, Britisch Colombia. In 2012 verloor Stadthaus het hoogterecord van een tien verdieping tellend appartementencomplex in Forté, Melbourne.

Er zijn plannen om nog hoger te gaan. De Zweedse autoriteiten hebben een houten toren met 34 verdiepingen in Stockholm goedgekeurd, terwijl Michael Green, een architect uit Vancouver, goedkeuring wil vragen voor een toren met 30 verdiepingen in zijn stad. De Chicago-Architectuur-mega-firma Skidmore, Owings & Merrill hebben onlangs een haalbaarheidsstudie gepubliceerd voor een toren met 42 verdiepingen die voornamelijk is gemaakt van kruislings gelamineerd hout. Het is een competitie geworden tussen architecten om te zien wie de volgende hoogste houten hoogbouw kan bouwen, zegt Frank Lam, een professor in houtbouw en houtontwerp aan de universiteit van Britisch Columbia.

Waarom de plotselinge interesse in hout? In vergelijking met staal of beton is CLT, ook bekend als massaal hout, goedkoper, gemakkelijker te monteren en vuurbestendiger, dankzij de manier waarop houttakken worden gemaakt. Het is ook duurzamer. Hout is hernieuwbaar, net als elk ander gewas en het zorgt voor een koolstof vermindering doordat het tijdens de groei en zelfs erna nog koolstofdioxide absorbeert. Waugh en Thistleton schatten dat het hout in Stadthaus 186 ton koolstof opslaat, terwijl een vergelijkbare, conventionele toren gebouwd met staal en beton tijdens productie 137 ton kooldioxide zou hebben gegenereerd. Hout zorgt voor een netto besparing van 323 ton!

 

 

 

Demografen voorspellen dat de stedelijke bevolking in 36 jaar zal verdubbelen, waardoor de vraag naar steeds hogere gebouwen in dichterbevolkte steden zal toenemen. Of architecten en bouwbedrijven die torens gaan bouwen met niet-duurzame materialen zoals staal en beton of met nieuwe materialen zoals CLT kan een enorm verschil maken in de gezondheid van onze aarde. Anders gezegd, de stedelijke toekomst van de wereld ligt misschien wel in haar oudste bouwmateriaal.

Brand is natuurlijk de eerste zorg die opkomt als men aan houtconstructie denkt. Maar massaal hout is veiliger in een brand dan staal. Een dikke houten plank verkoold aan de buitenkant waardoor het hout aan de binnenkant wordt afgeschermd tegen beschadiging, terwijl metaal helemaal smelt en net spaghetti is.

Maar de grootste drijvende kracht achter de wending naar hout is een groeiend bewustzijn, bij architecten en ontwikkelaars, over hun bijdrage aan klimaatverandering. “Onze industrie leidt alle andere in termen van impact op onze planeet en de menselijke gezondheid”, zegt Waugh. Beton en staal vereisen enorme hoeveelheden energie om te produceren en te vervoeren, en generen meer dan een ton koolstofdioxide per ton staal of beton.

Hout, aan de andere kant, zelfs CLT dat extra energie nodig heeft om te snijden en in secties te persen, is veel milieuvriendelijker. Volgens ‘Wood for Good’, een organisatie die pleit voor duurzame houtconstructie, heeft een ton bakstenen vier keer zo veel energie nodig als een ton gezaagd naaldhout; bij beton is dat vijf keer zo veel, met staal 24 keer zo veel en aluminium 126 keer zo veel. Hout presteert ook beter: het is bijvoorbeeld vijf keer meer isolerend dan beton en 350 keer meer dan staal. Dit betekent dat er minder energie nodig is om een houten gebouw te verwarmen en koelen.

Wanneer CLT gebruikt wordt voor grote torens, kunnen de koolstofbesparingen enorm zijn. De 186 ton aan koolstof gebonden aan Stadthaus zijn voldoende om te compenseren voor 20 jaar dagelijkse activiteiten, wat betekent dat het gebouw gedurende de eerste twee decennia van zijn leven niet koolstof neutraal is maar eigenlijk koolstof-negatief. In plaats van broeikasgassen te produceren houdt Stadthaus deze tegen.

Het is onwaarschijnlijk dat we houten torens zien die even hoog oprijzen als de supermoderne wolkenkrabber van vandaag, maar dat biedt veel kansen. Zelfs in de grootste steden ter wereld zijn er slechts een handvol gebouwen groter dan 40 verdiepingen. “Een groot deel van de markt is levensvatbaar, New York is een high-rise stad, maar is eigenlijk ook niet zo hoog” zegt William F. Baker.

Dat brengt ons terug naar Stadthaus, een bescheiden gebouw op een straathoek in Shoreditch dat honderden tonnen koolstof vast houdt, stel je dan eens een hele stad voor met Stadthaus gebouwen. “Hout is het nieuwe beton”, zegt de Rijke van dRMM. ‘Beton is een 20e-eeuws materiaal. Staal een 19e-eeuws materiaal en hout een materiaal van de 21e eeuw.

 

 

 

Het proces voor het produceren van dwarsgelaagd hout maakt duidelijk waarom architecten het ‘multiplex op steroïden’ noemen. De gelaagde structuur geeft het een enorme kracht in twee richtingen, waardoor een lichtgewicht alternatief voor staal of beton wordt geproduceerd.

1. Lagen

Balken van hout, meestal dennenhout, worden naast elkaar in lagen neergezet, met elke laag loodrecht op de laag eronder, waardoor een houten plank tot een dikte van 304,8mm ontstaat. Tussen iedere laag wordt een dunne lijmlaag aangebracht.

2. Druk

De houten panelen worden in een massieve pers geplaatst, die ze samen knijpt.

3. Zand

De randen van de panelen worden geschuurd. Als er langere secties nodig zijn, worden de randen aangepast om een gekarteld, in elkaar grijpend uiteinde te maken. Ze worden vervolgens vastgelijmd aan het bijpassende uiteinde van een ander paneel om secties tot wel 24 meter lang te maken.

4. Snijden

De panelen worden op maat gesneden, met spaties voor ramen en nutsvoorzieningen, met behulp van 3D-bestanden die door de architecten of het bouwteam zijn aangeleverd.

 

 

De anatomie van een houten toren:

1. Terwijl stalen of betonnen constructies skeletachtig zijn, met behulp van kolommen om lasten te dragen, verdelen CLT-torens het gewicht over het gehele, massieve verticale paneel.

2. Stalen of betonnen L-beugels brengen de horizontale en verticale CLT-panelen samen

3. De horizontale overspanningen tussen verticale CLT-elementen kunnen aanzienlijk langer zijn dan bij stalen of betonnen balken.

4. Binnenmuren zijn meestal brandveilig door het aanbrengen van een laag gipspanelen

5. Een vijf centimeter dikke betonlaag bedekt doorgaans twee lagen van twee centimeter isolatie om akoestische trillingen tussen vloeren te verminderen

6. Panelen worden op bestelling gemaakt met uitgesneden vensters en soms leidingen en elektriciteit al geïnstalleerd. Constructie is zeer eenvoudig, men schroeft de panelen simpelweg aan elkaar.

7. Liften hebben dubbele wanden met isolatie voor betere brandveiligheid en geluidsisolatie.

 

 

Artikel door www.popsci.com door Clay Risen