Afstudeer verslag Prefab Strobouw Datum: contact: afstudeerbegeleider W2N: dhr. R. de Vrieze

Transcriptie

1 Afstudeer verslag Prefab Strobouw Datum: contact: Hans Stolwijk Erwin van der Veen Johan van der Wijk afstudeerbegeleider: afstudeerbegeleider Kwint: afstudeerbegeleider W2N: lezer: architectuur uitvoering constructief dhr. P. Oterdoom dhr. B. Klok dhr. R. Wiersum dhr. R. de Vrieze afstudeergroep nummer 31 Hanzehogeschool Groningen opleiding bouwkunde pagina 1

2 Voorwoord Het afstudeerverslag strobouw is geschreven naar aanleiding van het afstuderen van JHE strobouw, onderwerp strobouw. Het idee hiervoor is ontstaan naar aanleiding van een vooronderzoek strobouw door Johan van der Wijk en Irma Scheffer. Door deze nieuwe kennis kwam het idee om de methode bouwen met stro verder uit te werken. In samenwerking van Bernhard Klok (Kwint architecten) en Rinze Wiersum (W2N engineers) is het plan verder toegespits en samen met hun begeleiding is dit onderzoek uitgevoerd. Het rapport is geschreven voor alle belangstellenden met betrekking tot strobouw. Daarnaast is het rapport aantrekkelijk voor alle partijen in de bouwwereld. Bij deze willen we onze dank uitroepen aan alle begeleidende partijen Bernhard van Kwint architecten, Rinse van W2N Engineers, dhr. P. Oterdoom (begeleider Hanzehogeschool) Maar ook Niels Kloppenburg voor zij hulp. Daarnaast ook de familie van der Veen voor het beschikbaar stellen van de werkplaats voor de proeven, en dhr. B van Veen (Hanzehogeschool) voor de assistentie van de drukproeven op de Hanzehogeschool. Dit onderzoek is in opdracht van JHE strobouw. De rechten van het element liggen dus ook in deze handen. pagina 2

3 Inhoudsopgave 1. Inleiding 5 2. Algemene informatie strobalen bestaande methodes load-bearing non load-bearing in fill techniek CUT techniek gagné systeem bestaande prefab methodes contacten conclusies uitgangspunten voor ontwerp (PvE) Eigen concepten lego blokken wat is het waarom wel, waarom niet conclusie CUT techniek wat is het waarom wel, waarom niet conclusie gaten techniek wat is het waarom wel, waarom niet conclusie conclusie Proeven keuze bouwmethode bepaling meetwaarde strobalen CUT techniek proef gaten methode gaten in strobaal opname druk in de stro kolommen a materialisering kolommen (mengsel) b materialisering kolommen (stampleem) Rapport constructieve grenzen stro (samenvatting) samenvatting conclusie Rapport alternatieve afwerking (samenvatting) Uitwerking gatenmethode uitgangspunten schetsen/proces constructie bouwfysica brandveiligheid uitvoering 32 pagina 3

4 7.7 transport/opslag details en tekeningen kostenraming element D impressies tbv uitleg fabricage Conclusie Individuele reflectie individuele reflectie Hans Stolwijk individuele reflectie Johan van der Wijk individuele reflectie Erwin van der Veen 46 Overzicht bijlagen 48 pagina 4

5 1 Inleiding Op dit moment staat strobouw bij veel mensen bekend als een oubollige en alternatieve manier van bouwen. Stro zou alleen maar nadelen hebben. Het stro zou brandgevaarlijk zijn en veel ongedierte aantrekken. Maar het voordeel is de beschikbaarheid en de aanschafprijs van het materiaal. Tevens is het stro optimaal verwerkbaar. Doordat de strobouw methode weinig wordt toegepast in Nederland kennen mensen alleen de nadelen van strobouw. De doelstelling van het onderzoek strobouw is het ontwikkelen van een prefab strobouwmethode waardoor het bouwen met stro aantrekkelijker wordt voor opdrachtgevers, architecten en uitvoerende partijen. Wel moet hierbij vermeld worden dat het onderzoek als een vooronderzoek door zal gaan. Met hierin voorstellen die door ons onderzocht zijn maar nog meer onderzoek nodig zal zijn wil dit op de markt kunnen komen. De ontwikkeling tot een uiteindelijk prefab element is begonnen met een vooronderzoek naar bestaande strobouwmethoden. Vervolgens zijn de methoden geanalyseerd en zijn er alternatieve methoden geschetst. Uiteindelijk zijn er een tweetal strobouwmethoden overgebleven. Deze zijn verder onderzocht door middel van verschillende proeven. Hieruit is één systeem naar voren gekomen waar we verder mee zijn gaan ontwikkelen. Ook hier zijn testen en proefopstellingen voor gebruikt. Uiteindelijk zijn we tot een systeem gekomen wat verder uitgewerkt is naar bouwkundige tekeningen. pagina 5

6 2 Algemene informatie In dit hoofdstuk wordt kort beschreven hoe ons vooronderzoek eruit zag. Een ietwat uitgebreide samenvatting van de eerste hoofdstukken die terug te vinden zijn in het rapport constructief, deze staat in de bijlage. Ten eerste is hier een korte samenvatting te zien van het materiaal stro en vervolgens een korte uitleg over de bestaande methodes en rapporten om daarna een conclusie te geven over de door ons ingewonnen informatie. 2.1 Strobalen Voordat de bouwmethodes worden bekeken is het belangrijk om eerst naar de balen te kijken die in de bouwmethodes worden toegepast. Strobalen zijn er in allerlij soorten, vormen en maten. Deze staan verder uitgelegd in het rapport constructieve grenzen stro. Tarwe Tarwe is de meest voorkomende graansoort in Nederland en is tevens geschikt voor strobouw. In Nederland werd in ha wintertarwe en ruim ha zomertarwe geteeld 1. Het is dan ook aannemelijk om gebruik te gaan maken van tarwestro. afb. 1: Tarwe strobalen Afmetingen De afmetingen en het gewicht zijn afhankelijk van de instelling van de pers. Een standaard afmeting kan dus niet worden gegeven. De kopmaat is afhankelijk van de pers en de lengtemaat kan meestal worden ingesteld in stappen van +/- 100mm. Gewicht De volumieke massa en de isolatiewaarde staan in recht evenredig verband met elkaar. Als je een gevel van stro wil bouwen moet de minimale dichtheid van een baal moet 95 kg/m 3 bedragen 2. Thermische isolatie De thermische isolatie waarde is zoals eerder genoemd sterk afhankelijk van de volumieke massa van de baal. Des te meer je een strobaal samenperst hoe kleiner de RC-waarde. de volumieke massa en de isolatiewaarde zijn recht evenredig met elkaar. Een gemiddelde baal heeft een RC-waarde tussen de 5 en 6 m 2 K/W 3 (dikte strobaal +/- 490 mm) pagina 6

7 2.2 Bestaande methodes Load-bearing techniek (Nebraska) De Load-bearing-techniek is het oudste systeem voor het bouwen met stro. Het betekend letterlijk vertaald: last-dragend. De wanden worden gemaakt door de strobalen te stapelen en onderling te verbinden. Als de wand op de juiste hoogte is wordt deze op spanning gebracht. Vervolgens wordt de dakconstructie erop geplaatst. Dit systeem wordt uitgelegd in afbeelding 2 Constructief gezien is het load-bearing systeem zeer interessant. Dit vanwege het feit dat de stro wanden alle belastingen moeten dragen. Deze manier van bouwen is daardoor erg zettingsgevoelig. Bovendien blijkt er uit recent onderzoek dat een groot gedeelte van de belasting wordt opgevangen door de pleisterlaag in plaats van de strobaal zelf. Een voordeel van dit systeem is de minimale behoefte aan extra bouwmaterialen. Hierdoor zijn de materiaalkosten in vergelijking met andere strobouwmethoden lager. afb. 2: Principe load-bearing system Non-load bearing techniek (Post and Beam) De non-load-bearing techniek is een techniek waarbij de strobalen alleen isoleren. De hoofddraagstructuur van het object bestaat uit een ander materiaal zoals hout, staal of beton (zie afbeelding 3) 1. Er zijn verschillende voordelen van deze techniek ten opzichte van de Nebraska-techniek. Ten eerste door een skelet te gebruiken kan het dak gemonteerd worden voordat de wanden worden opgetrokken. Hierdoor kunnen de strobalen regenvrij verwerkt worden. Daarbij zijn de constructieberekeningen bekend terrein, aangezien het standaard hsb bouw is waar stropakken tussen geplaatst worden. Constructief gezien heeft het stro en de pleisterlaag dus geen constructieve functie. Het enige verschil is dat de stabiliteit wordt verzorgd de pleisterlaag en niet door een constructieve plaat of een trekstang. afb. 3: Post and Beam; non-load-bearing In-fill techniek Bij deze methodiek wordt eerst de complete draagconstructie van het gebouw geplaatst zodat een droge bouwplaats gecreëerd wordt. De constructie bestaat meestal uit houten spanten die op een onderlinge afstand van 3 tot maximaal 4 meter geplaatst worden. Tussen deze spanten worden de strobalen geplaatst. Deze worden hierbij op hun kant geplaatst en onder grote druk gefixeerd. Qua constructie komt het op hetzelfde neer als de post and beam techniek. Het is standaard hsb berekening. (afbeelding 4) CUT techniek (Tom Rijven) French Dip Deze techniek is een combinatie van de eerder genoemde Post and Beamen In-fill techniek. Tom Rijven heeft een techniek ontwikkeld die vooral in Frankrijk wordt toegepast. Ter plaatse van de wanden worden eerst dunne houten planken geplaatst. Tussen deze planken worden strobalen geplaatst. Deze strobalen (geperst met een eigen strobalenpers) zijn voor de verwerking voorzien van een leempap. De strobalen worden per laag geplaatst. Vervolgens wordt over de strobalen een horizontale lat gelegd en bevestigd aan de verticaal geplaatste houten planken. Daarna worden 1 strowijknijmegen.nl/strobbouw afb. 4: In-fill methodiek; non load bearing pagina 7

8 de touwen van de strobaal doorgesneden. Hierdoor wil de strobaal uitzetten en wordt de omliggende houten omkadering op spanning gezet. Als de wanden zijn opgetrokken dan worden de wanden voorzien van één of meer pleister lagen. Deze manier van bouwen is een arbeidsintensieve methode, maar zorgt wel voor een simpele stabiele constructie. De CUT techniek is in tegenstelling tot andere non-load-bearing technieken een stuk interessanter. Door de spanningen in de baal over te dragen aan de muur wordt er een zeer stabiele constructie gecreëerd. Door de spanningen in de baal optimaal te benutten kan de (hulp)draagconstructie veel lichter worden gedimensioneerd Gagné systeem Bij deze mothode wordt een matrix gemaakt van strobalen en mortel. Er ontstaat een horizontale en verticale structuur van mortel. Een groot nadeel van dit systeem is het ontstaan van koudebruggen in de wand. Vooral in koudere klimaten wordt er veel energie verspild door deze koudebruggen 1. afb. 5: CUT-techniek Tom Rijven Het Gagné systeem is niks anders dan grote gestapelde blokken die de krachten onderling aan elkaar afdragen Bestaande prefab strobouw systemen Bij prefab strobouw worden de elementen, bestaande uit een houten frame opgevuld met strobalen. Ook bij deze methode blijft slechts weer een nadelige factor voor de assemblage. Het stro in de elementen moet droog blijven, dus de elementen moeten droog opgeslagen en verwerkt worden. In Nederland zijn er momenteel twee methoden van prefab strobouw. Ten eerste heeft Rene Dalmeijer 2 een prefab systeem ontwikkeld. Hij heeft een houtskeletbouwelement (verdiepings hoog) gevuld met stro. De buitenzijde van het element is afgewerkt met een constructieve houtvezelplaat, folie met regelwerk voor de bevestiging van de houten gevelbeplating. De binnenzijde van het stro wordt afgewerkt met leem. De elementen worden in het buiten land gefabriceerd. Daarnaast hebben Henk Schuring 3 en Michel Post een bijna identieke methode ontwikkeld (ECOBO bouwsysteem). Het grote verschil met de voorgaande methode is de plaat (fermacell) die aan de binnenzijde van het element is geplaatst. Ook wordt het stro op de bouwplaats in de elementen geplaatst en afgewerkt met leem. Voordeel van dit systeem is de vrijheid qua afmetingen en doordat de elementen nog niet gevuld zijn met stro zijn de elementen makkelijker te verwerken. afb. 6: Gagné systeem afb. 7: Methode René Dalmeijer 2.3 contacten Tijdens het vooronderzoek is contact opgenomen met een aantal mensen uit de stroleembouw wereld. Hierdoor is er een beter beeld verkegen van de bestaande strobouwmethoden en de manier van uitvoeren. Alle mensen waarmee contact is opgenomen waren zeer positief over het onderzoek naar een prefab strobouwelement. Dhr. N. Kloppenburg In het stadspark in Groningen heeft dhr. N. Kloppenburg een strobouwhuis 1 Gernot Minke & Fridman Mahlke, Building with straw, (Berlin, Birkhäuser), afb. 8: Huis Henk Schuring in aanbouw pagina 8

9 gebouwd van oude bouwmaterialen. Hier is een bezoek aan gebracht. Een verslag hiervan staat op de volgende pagina. Dhr. N. Kloppenburg heeft een eigen bedrijf, Kloppenburg stro en leem. Sinds 2011 is er een leemspuit aangeschaft. De relatief goedkope manier om gebruik te maken van strobouw zorgt ervoor dat het bedrijf zeer veel werk heeft. Desondanks heeft Dhr. Kloppenburg aangeboden om mee te helpen bij het maken van het proefmodel van het element. Een verslag van het bezoek is terug te vinden in de bijlagen. Dhr. H. Schuring Dhr. H. Schuring (ECOBO Economische en Ecologische Bouw, Advies en Begeleiding) heeft zijn eigen woning in Kampen gebouwd van prefab hsb elementen.deze elementen worden op de bouwplaats gevuld met stro. De details van deze woning zijn opgevraagd en verkregen. Dhr. Schuring zit tevens in het bestuur van strobouw Nederland. afb. 9: Strohuis stadspark N. Kloppenburg Mevr. E. Stoffer Mevr. E. Stoffer heeft een eigen bedrijf Eco Mission. Het bedrijf geeft ecologisch bouwadvies, bouwbegeleiding en bouwuitvoering. Afgelopen jaar heeft zij samen met haar zakenpartner dhr. P. Hoogendoorn de Stro- Fabriek opgestart. De StroFabriek is een bedrijf die houtskeletbouw elementen vervaardigd. De elementen worden opgevuld met stro ter isolatie. Er is contact opgenomen om de fabricage van de elementen te bekijken en een aantal referentieprojecten te bekijken. Helaas was mevr. Stoffer niet in de gelegenheid om het bezoek in de afstudeerperiode te kunnen voltooien. 2.4 gemaakte conclusies, keuzes en uitgangspunten voor vervolg Na alle ingewonnen informatie zijn er een aantal keuzes gemaakt. Zo is er besloten dat er moet worden gekeken naar de mogelijkheden om de constructieve eigenschappen van stro wel te kunnen gebruiken, maar op een indirecte manier. Dit in verband met het feit dat je met een load bearing systeem niet hoger kan dan één laag. Bij de elementen is het wel de bedoeling dat er minimaal een verdieping en een zolder op gebouwd kunnen worden. Ook komt dit beter uit als je het vergelijkt met de isolatiewaarde. Hoe minder druk er op een baal staat, hoe beter het isoleert, welliswaar tot op een zekere grens. Daarom wordt er in de concepten vooral gekeken naar een alternatieve draagconstructie in samenwerking met de strobalen. Hier worden verschillende onderzoeken maar ook proeven voor gebruikt. Daarbij zijn er na de gesprekken en het literair onderzoek ongeveer richtlijnen opgesteld welke kant we op willen. In de volgende paragraaf op de volgende pagina is op basis van de gemaakte keuzes een PvE opgesteld. Hierin wordt specifieker gekeken naar de gemaakte keuzes. Om vervolgens in hoofdstuk 4 (Concepten) door te gaan met de eerste concepten. pagina 9

10 2.5 uitgangspunten voor ontwerpen element (PvE) Tijdens en na het vooronderzoek is een plan van eisen opgesteld waaraan het te ontwikkelen element aan moet voldoen. Hieronder wordt deze per kopje aangepakt en toegelicht. -Bouwen met stro aantrekkelijk maken Stro is momenteel niet aantrekkelijk in Nederland, de techniek is nog onbekend. Door het universeler te maken is het misschien mogelijk om het ook populair te krijgen in Nederland. Het doel is dus om een techniek te ontwikkelen die niet teveel afsteekt van de hedendaagse technieken, maar die wel innovatief, nieuw en verbeterend is. -Uitstraling Het element moet in Hollandse omgeving passen. Hiermee bedoelen we dat het in een Nederlandse bestemmingsplan toegepast moet kunnen worden. En daarbij op kan gaan in een Nederlandse omgeving. Daarom moeten er meedere alternatieven mogelijk zijn voor de afwerking van een element. Het liefst een universeel systeem ontwikkelen. -Financieën Elementen moeten relatief gezien financieël aantrekkelijker worden dan op het moment bestaande elementen. Kijkend naar de totale kosten; productie, vervoer, uitvoering, energiekosten en dergelijke. Alles bij elkaar moeten de elementen in een tijdsbestek van 3 jaar goedkoper zijn dan algemene prefab methodes. -Minimale complexiteit Bouwmethodiek moet niet teveel van bestaande methodes verschillen. Dit in verband met productiekosten en de opleidingen voor het produceren en verwerken van de elementen. Het moet aantrekkelijk worden om direct met deze elementen aan de slag te kunnen gaan. -Recyclebaar De elementen moeten zo gefabriceerd worden dat de materialen direct hergebruikt kunnen worden, na enige kleine handelingen opnieuw in het productieproces opgenomen kunnen worden of door de natuur opgenomen kunnen worden. -Gas water en elektra in de wand oplossen Voor het eenvoudig en snel werken is het verstandig om de installaties, in de elementen voor te leggen. En deze door middel van koppelstukken op de bouwplaats te koppelen, bedrading zou later toegevoegd kunnen worden. In verband met het snelle plaatsen en waterdicht maken van de te bouwen gebouwen. En later niet meer onderdele te hoeven bewerken. -Flexibel in te delen Gevelopeningen moeten in elk element met alle maten toegepast kunnen worden. Dit in verband met de universele toepassingsmogelijkheden in de bouw. Echter zijn er wel grenzen, deze moeten duidelijk geformuleerd worden. pagina 10

11 -Bouwbesluit Het element moet in eerste instantie voldoen aan de eisen uit het bouwbesluit. In dit vooronderzoek word in ieder geval gekeken naar de volgende onderdelen; Isolatiewaarde Brandwerendheid element en hoofddraagconstructie Ventilatie Afmetingen Vochtgehalte Geluid -Universeel Zoals gezegd moet het element universeel worden. Dit kan op een aantal manieren opgevat worden. Universeel in maatvoering, mogelijke afwerking, uitvoering en onderhoud. Zodat de productiekosten zo laag mogelijk blijven en wel alle voordelen van strobouw aanwezig blijven. -Constructie Stro heeft constructieve eigenschappen. Deze dienen gebruikt te worden. In het vooronderzoek is gebleken dat het verstandig is deze indirect te gebruiken of als hulpconstructie. Daarom moet er worden gekeken naar een alternatieve constructiemethode. -Uitvoering Eerder genoemd in het PvE is het letten op de complexiteit van de productie en het toe passen van de elementen. Daarbij moet ook gekeken worden naar opslag, vervoer en plaatsen. Voor het vervoer zijn de eisen dat de elementen niet hoger dan 3.30 meter mogen worden en 10 meter lang. In verband met bestaande transport middelen. Mogen de maten wel afwijken dan moet dat duidelijk aangegeven worden in verband met alternatieve en dus duurdere transport mogelijkheden. Het plaatsen van elementen moet door middel van een kraan of iets dergelijks uitgevoerd kunnen worden. Dit betekend dus dat er een manier gevonden moet worden dat de elementen opgetild of gehesen kunnen worden. pagina 11

12 3 Eigen concepten Door alle bovenstaande informatie over bestaande bouwmethodes te lezen en te bestuderen zijn er verschillende ideeën ontstaan voor een eventueel compleet nieuw bouwconcept. Na verscheidene brainstormsessie werden er drie concepten bedacht. Deze concepten worden hieronder uitgelegd en toegelicht of we daarmee verder gaan, waarom wel en waarom niet. Kort gezegd staat hier een analyse van ons eigen concept. 3.1 Legoblokkenmethode Wat is het De legoblokkenmethode is zoals de naam al zegt geinspireerd op Lego (zie afb. 10). Tegenwoordig worden er ook al lego-achtige blokken gemaakt van beton. Deze worden vooral gebruikt om muren te maken voor grondopslag en dergelijke. (afb. 11) Het idee is om de bestaande betonnen stenen een kern van stro te geven. Door de balen in een houten bekisting met afstandhouders te drukken en vervolgens te omringen met een klein laagje beton. (afb. 12) Om vervolgens een betonnen deksel er op te drukken. Het idee lijkt een beetje op de Gagné techniek. Overeenkomstig nadeel van de technieken is dan ook de koudebruggen die ontstaan. Om deze koudebruggen tegen te gaan wordt het beton vervangen door schuimbeton. Door de strobalen in een bepaalde vorm te persen kunnen de balen gestapeld worden. Waarom wel, waarom niet? Een voordeel van dit systeem is dat er al materieel bestaat waarmee gewerkt kan worden, het systeem zal in de uitvoeren weinig veranderen. Echter is dit systeem nog niet bekend in de bouwwereld. Wat dus aan de andere kant ook weer een nadeel oplevert. Deze blokken zullen een afmeting krijgen waardoor ze arbo technisch niet meer met de hand geplaatst mogen worden. Hier zijn machines voor nodig en daardoor wordt het arbeidsintensiever. Voor prefab-element zal tevens een hulpconstructie gebruikt moeten worden. Ook moeten de balen anders geperst worden, waardoor er een andere pers ontwikkeld en gemaakt moet worden. afb. 10: lego afb. 11: Betonblokken Naast de productie en de uitvoering is dit systeem minder aantrekkelijk omdat het de constructieve eigenschappen van het stro minimaal gebruikt. Ook de ontstane koudebruggen kunnen een probleem vormen. Daarbij moet er gekeken worden naar de constructie, er is in eerste instantie gezegd dat de betonnen bekisting van schuimbeton wordt gemaakt in verband met de koudebruggen. Daardoor zal de betondwand dikker worden. Er moet gekeken worden of het idee hierdoor nog wel aantrekkelijk is. afb. 12: Eerste schtesen beton doos Conlusie Als we alles meenemen wat hierboven staat zijn er heel veel problemen op te lossen. Hierdoor wordt het al minder aantrekkelijk om met dit plan door te gaan. Het zal te arbeidsintensief zijn en de productiekosten zullen daardoor te hoog zijn. Ook past dit idee niet volledig in het programma van eisen. Daarom is ervoor gekozen om dit plan vanaf hier te laten voor wat het is. pagina 12

13 3.2 CUT techniek (Tom Rijven) Wat is het De techniek van Tom Rijven is een techniek wat de constructieve eigenschappen van stro gebruikt. Echter is deze techniek nog niet toegepast in een prefab vorm. Het idee is om deze productiemethode toe te passen in een fabrieksvorm. Dit zal ervoor zorgen dat de productie sneller en eenvoudiger zal verlopen. Tom Rijven dipt de strobalen voor het plaatsen in een badkuip met leem. Vervolgens laat hij de strobalen drogen en zet de houtconstructie van het gebouw op. Er worden minimale hoeveelheden hout toegepast. De strobalen worden tussen de houten stijlen gedrukt en er wordt een panlat over de balen geschroef. De touwen van de strobalen worden los gesneden en de spanning van de strobaal wordt overgedragen naar de houten constructie. afb. 13: CUT techniek (Tom Rijven) Echter moet er wel duidelijk gekeken worden naar de veroersmogelijkheden, want met een kleine constructie zijn de vervormingsrisico`s relatief gezien behoorlijk groot. Waarom wel, waarom niet? Deze methode is opzich heel interessant omdat het zowel de isolatiekracht gebruikt van stro als de constructieve eigenschappen. Daarbij zullen de materiaal kosten enorm laag blijven aangezien het gebruik minimaal is. Echter zullen de productie kosten redelijk hoog liggen omdat het aantal handelingen relatief gezien veel zijn. Zo moet iedere baal en iedere rij een aparte handeling ondergaan. De vraag is of de vele productiekosten en de lage materialen kostenpost elkaar op kunnen wegen. Conclusie De vraag is of de constructie de vele bewegingen van tijdens en het productieproces en de uitvoering wel aan kan. Het plan opzich is zeer aantrekkelijk, echter moet er wel onderzoek naar gedaan worden wat voor kracht een strobaal uitoefend op de minimale houtconstructie. Er wordt in de komende hoofdstukken nog verder gekeken naar de mogelijkheden van dit concept. 3.3 Gatenmethode wat is het De gatenmethode is geinspireerd op de bestaande EPS bouwblokken (zie afb. 14). Bij de gatenmethode worden er per strobaal twee gaten in de baal geboord. Deze verliest niet zijn eigenschappen doordat de gaten worden gevormd door een kartonnen koker. Vervolgens worden deze strobalen in halfsteends verband gestapeld zodat de gaten precies boven elkaar komen te zitten. Hierna worden de gaten opgevuld door een materiaal met een dragende functie. In eerste instantie is het de bedoeling om het stro weer terug te laten komen in de dragende delen. Mocht dit echter onhaalbaar zijn zal er worden overgestapt op ander natuurlijk product. Stro is uitstekend isolerend materiaal. Om hier zoveel mogelijk gebruik pagina 13

14 van te maken is het de bedoeling om de draagconstructie minimaal qua afmetingen te houden. Hierdoor worden eventuele koudebruggen zo veel mogelijk voorkomen. Daarbij zullen de constructieve eigenschappen van het stro benut worden. Deze zullen onder andere gebruikt worden om de constructie op zijn plek te houden en daarbij de knik deels tegen te gaan Waarom wel, waarom niet? Deze methode is een zeer interessante methode aangezien het in eerste instatie potentie heeft om aan alle eisen te voldoen die gesteld zijn in het programma van eisen. Daarbij zou het systeem alle goede eigenschappen van stro kunnen gebruiken vooral als isolatie maar potentioneel ook als stro-kolommen. Echter zijn er veel handelingen nodig om een dergelijk element te maken. En daardoor zullen de productiekosten op kunnen lopen. Hier moet een middenweg voor gevonden worden. In het vervolg van dit onderzoek zullen we dus eerst testen uit gaan voeren. Het plan is om te kijken hoeveel druk een strobaal uitoefend als de touwtjes doorgesneden worden. Dit is vooral van invloed op de prefab CUT techniek. Daarbij wordt gekeken naar de mogelijkheden van de strokolommen. Hierafb. 14: EPS bouwblokken Conclusie Dit concept is tot nu het het meest interessant aangezien het zoals gezegd potentie heeft om aan het volledige pve te voldoen. Echter moet er wel een duidelijk onderzoek vooral over de draagconstructie komen. Deze mogelijkheid moet zeker onderzocht worden. Daarbij moet er naar verder materiaalgebruik en productie methode gekeken worden vooral voor de kosten. maar ook voor de besparingen die het element op zal leveren qua energievebruik in het gebouw. Het plan moet dus nog beter uitgewerkt worden willen we hier een aantrekkelijk element uit kunnen halen. 3.4 Conclusie concepten (hoe verder) De keuze voor niet-dragende strobouw is gemaakt, omdat het onder andere maar verdiepingshoog gebouwd kan worden en veel onzekere factoren wegneemt. Dragende strobouw is mogelijk maar de nadelen zijn te groot. Zo is de zetting van het dragende stro niet te sturen. De ene muur zal meer zetting vertonen dan een andere muur door de invloed van de weersomstandigheden. De oplossing hiervoor is een nastelbare wand. Echter is het volgende probleem de afwerking. Door de zetting van de muur zal de afwerking zeer flexibel moeten zijn. En voor het vervoer is sowiezo een hulpconstructie nodig, want anders zijn de elementen niet te vervoeren. Door al deze extra ingrepen zullen de kosten te hoog worden om een financieel aantrekkelijk product neer te zetten. Waar we wel mee verder willen gaan is een hulpconstructie die ondersteund word door de strobalen. Dit vooral in verband met het vervoer, maar ook de eis dat er minimaal een verdieping, zolder en dak op de constructie moet kunnen staan.de vraag is nu nog of dat in de vorm van een minimale houtconstructie uitgevoerd gaat worden. Of dat deze in een natuurlijke kolom uitgevoerd word. Het liefst van stro. afb. 15: Eerste schets, aansluitingen afb. 16: eerste detail schetsen gaten methode pagina 14

15 in zullen verschillende proeven met verschillende samenstellingen gedaan worden. In het volgende hoofdstuk zijn kort de uitwerkingen van deze proeven te lezen en vooral de keuzes die gemaakt zijn tijdens dit proces. pagina 15

16 4. Proeven stro De proeven in dit hoofdstuk zijn uitgevoerd onder het rapport constructieve grenzen welke terug te vinden is in de bijlagen. In het rapport worden vooral de proeven beschreven. Deze laten we hier ook zien, welliswaar in een verkorte versie, om vervolgens alle gemaakte keuzes te onderbouwen. En daardoor het proces wat wij hier hebben doorgemaakt verder toe te ligten. 4.1 Keuze bouwmethode Er wordt gekeken naar de CUT-techniek en naar het concept Gatenmethode. Voornaamste reden voor deze twee methoden is omdat ze het beide potentie hebben om aan alle eisen uit het PvE te kunnen voldoen. Uit de conclusie in hoofdstuk 4 wordt duidelijk dat er in eerste instantie gekozen wordt voor twee technieken. Er zijn verschillende proeven gedaan om te kijken naar de oplossingen die de twee concepten met zich meebrengen. Om te beginnen is er gekeken naar de constructieve eigenschappen van een strobaal en vervolgens is er een zoektocht begonnen naar een alternatieve draagstructuur. Dit is eerst met stro gedaan en vervolgens met stampleem. Een overzicht van die proeven staan hieronder. Vervolgens kijken zijn de proeven te zien met uitwerking en toelichting Overzicht proeven: 4.2 Proeven algemeen Bepaling meetwaarden strobaal 4.3 Proeven CUT Techniek Druk op strobaal afb. 17: Bepalen gewicht m.b.v. veeruster 4.4 Proeven Gatenmethode Gaten boren in strobalen Opname druk in de kolommen 4.4.3a Materalisering kolommen (mengsel) 4.4.3b Materialisering kolommen (vervolg-stampleem) 4.2 Bepaling meetwaarden strobalen Als eerste zijn alle stropakken gemeten en gewogen. (afb 17) Dit hebben we gedaan om erachter te komen hoe constant de balen waren. Zowel qua afmetingen als gewicht en dus het soortelijk gewicht. Hieronder zijn de gemiddelde resultaten nog een keer geplaatst. Resultaten afb. 18: Strobalenpers New-Holland Afmetingen: afmetingen (mm) gewicht (kg) lengte (mm) breedte hoogte strobaal gem 15, soortelijk gewicht: strobaal gem. = 86,8 kg/m 3 Conclusie Als je alle resultaten bij elkaar zit is kunnen er een aantal conclusies gevormd worden. Ten eerste is bij deze balen gebleken dat de breedte en de hoogte een constante waarde hebben. Er zit één kleine uitschieter bij maar pagina 16

17 deze stelt bijna niets voor. Echter zijn er in de lengtemaat nog wel een aantal verschillen te vinden. Dit zal komen door de druk waarmee de pers de plakken aan elkaar zal persen. Want zoals eerder gezegd bestaat een baal uit modules van 10 cm waarme de lengte ingesteld wordt. Daarbij is er gekeken naar het gewicht. Hier zit logischerwijs wel verschil in de waardes aangezien elke strostengel er anders uitziet. Echter is dit verschil ook binnen een marge van 1 kg. Daardoor is ook deze factor naar ons idee stabiel te noemen. Hieruit kunnen we concluderen dat de afmetingen van de balen als een stabiele factor gezien kunnen worden. Voor de CUT techniek is de dichtheid van een strobaal van belang. In het vooronderzoek is te lezen dat de baal voor deze techniek minimaal een dichtheid van 90 kg/m 3 moet hebben. Uit onze test is naar voren gekomen dat de dichtheid gemiddeld 86.8 kg/m 3 bedraagt. De hypothese is dat deze na indrukken aan de eisen zal voldoen. Dit zal in het volgende onderzoek duidelijk worden. afb. 19: Houten bekisting 4.3 Proeven CUT Techniek Tom Rijven gebruikt de methode om stropakken klem te zetten tussen een minimale hoeveelheid hout. Door vervolgens de touwen door te snijden wordt de spanning die op de touwen zit overgedragen naar de constructie. Hierdoor wordt de wand stabiel. De hoeveelheid spanning die op een strobaal zit was onbekend en wordt met de volgende proef bepaald. Het doel van deze proef is om achter de constructieve eigenschappen van stro te komen als het gaat om de techniek van Tom Rijven. afb. 20: Strobaal met 70 kg gewicht Dit hebben we gedaan door middel van een strobaal in een houten kist te leggen. ( afb. 19) Deze vervolgens klemvast te zetten, (afb. 20) touwen door te snijden en opmeten wat voor kracht een losgesneden strobaal genereerd. (afb. 21) Voor de uitgebreide uitleg van de uitvoeringsmethode verwijs ik U door naar het rapport constructieve grenzen stro. Resultaten 1e proef direct na 7 dagen na 14 dagen Strobaal 1 67 kg 40 kg 38 kg Uit de uitslagen van de eerste proef kunnen we een aantal conclusies trekken maar ook vragen stellen. Ten eerste is hierin duidelijk geworden dat de druk die een baal uitoefend na een aantal dagen relatief gezien stabiel is. De vraag is echter hoe het kan dat de baal na een week al 2/3 van zijn druk heeft verloren. afb. 21: Platen met ertussen in een weegschaal Volgens ons komt dat onder andere door de weersinvloeden, maar vooral ook door het zetten van de baal. Hierdoor zal de baal kunnen bewegen en uiteindelijk zijn druk wat normaal in de lengte richting licht nu in verticale richting verplaatsen. Om erachter te komen of deze factor veel zal uitmaken is de proef nogmaals gedaan met een plank op de baal welke ook is vastgezet aan de bekisting. (afb. 23) Hierdoor wordt er eenzelfde situatie gecreëerd als in een strowand waar de baal ook volledig opgesloten zit. Ook deze proef wordt verder beschreven in het rapport. pagina 17

18 De uitslagen van deze proef waren de volgende. Resultaten 2e proef direct na 7 dagen na 14 dagen Strobaal 2-73 kg 60 kg 55 kg Hierin is te zien dat de druk van de baal in mindere mate daalt. Aangezien we de baal in dit geval volledig omkist hebben onder druk kunnen we concluderen dat de zetting waarschijnlijk door de weersomstandigheden zal plaatsvinden. en daardoor druk af zal nemen. Deze conclusie is gemaakt omdat het feit er is dat een strostengel voor het grootste gedeelte uit luchtkamers bestaat. Deze kamers zijn zo klein dat er eenvoudig vocht in kan komen. Door de temperatuur verschillen die in een etmaal plaatsvinden zullen de kamers dus kunnen in en uitzetten. Hierdoor zal er een kleine mate van beweging in een baal kunnen zitten. Wat volgens ons het geval is. afb. 22: Strobaal 2, op de zijkant Conclusie Uit deze proeven is naar voren gekomen dat een baal hoe dan ook moet zetten. De vraag is alleen onder welke omstandigheden dat moet gebeuren. Om erachter te komen of de weersomstandigheden hier een grote invloed in spelen zouden in vervolgproeven de opstellingen in een ruimte met constante omstandigheden uitgevoerd moeten worden. Om verder te gaan met dit concept zullen deze proeven dus eerst uitgevoerd moeten worden. Daarbij is er in de vorige proef naar voren gekomen dat de dichtheid van de baal 86.8 kg/m 3 bedraagt. De balen zijn met deze proef door middel van 70 kg aan trekkergewichten, 10 cm in elkaar gezakt. Hierdoor ligt de dichtheid net boven de gevraagde 90 kg/m 3 afb. 23: Strobaal 2, met panlatten erop afb.24:beginstand weegschaal strobaal 2 pagina 18

19 4.4 Proeven Gatenmethode Gaten boren in strobalen (praktisch) Wanneer er wordt gekozen voor de gatenmethode is het van belang dat er gaten in de balen kunnen worden gemaakt. Bij de proef is gekozen om de gaten te boren. De vraag is echter hoe de baal zich gaat gedragen wanneer er gaten in worden geboord. Blijft hij heel, of verliest hij zijn sterkte? Ook deze methode wordt uitgebreid uitgelegd in het rapport constructieve grenzen stro, daar staat duidelijk in hoe het uitgevoerd is. In dit deel van het verslag zullen vooral de gemaakte keuzes aan bod komen. Eigenlijk hebben we deze proef in een aantal verschillende versies uitgevoerd, ieder met zijn eigen gedachte erachter. Hieronder zullen de gemaakte keuzes per methode uitgelicht worden afb. 25: Gat zagen Zagen Om te beginnen is gekeken of er met een normale zaag een gat te maken is in de baal. (afb. 25) Deze proef had als hoofddoel om te kijken of de baal zonder hulpconstructie ook ging vervormen. De hypothese was dat de baal pas ging vervormen als er buiten de touwtjes om gezaagd werd. Binnen de touwtjes zou de baal in vorm blijven. Dit in verband met de samenstelling van de stroschijven van 10 cm waaruit de baal uit is opgemaakt. Om hierachter te komen is er een gat gezaagd langs de binnenzijde van de touwtjes. Hieruit bleek dat onze hypothese klopte over het feit dat de baal niet zou vervormen. Echter bleek wel dat de baal hierdoor minder stabiel werd en uiteindelijk na vele bewegingen en stoten aan de zijdes dat de baal zijn vorm een deel verloor. afb. 26: Gat langs de touwtjes, gevuld met wijnkistje De conslusie die uit deze proef gehaald kan worden is dat de gaten zonder verder hulpconstructie mogelijk zijn. Echter als de baal teveel te verduren krijgt kan het zijn vorm gaan verliezen. In Het element zal daarom een permanente of een tijdelijke hulpconstructie in de baal geplaatst moeten worden om de vorm te kunnen behouden. Dozenboor De vorige methode was intensief en niet logisch om te gebruiken in de praktijk. Daarom wordt in deze proef gekeken of er door middel van boren een gat gemaakt kan worden in de baal. Hiervoor hebben we een zelf gemaakte dozenboor voor genomen. met het doel op een verloren bekisting in de baal achter te kunnen laten. Hiervoor is voorradige pvc buis gepakt. Waar vervolgens een dozenboor zaagblad aan de ene kant is bevestigd en de andere kant is aan de boormachine bevestigd. (afb. 27) Als deze door de baal is kan het zaagblad eraf, en de boor kan ook verwijderd worden van de buis. Hierdoor blijft deze achter in de baal. afb. 27: Boormachine met pvc-buis en dozenboor Deze proef gaf een zeer positief resultaat, de boor was met een noodgang door de baal heen. echter bleef het stro wel in de buis achter. Maar dit is geen groot probleem. pagina 19

20 Handboor De vorige proef was met een pvc buis met een kleine diameter. Dit keer hebben we gekeken naar een kartonnen buis, want deze kan als verloren bekisting gaan functioneren wat ook voldoet aan het PvE. Hetzelfde systeem is gebruikt als bij de vorige proef. (afb. 28) Echter gebeurde het dit keer met de hand in plaats van met de boormachine. Ook hier hadden we dezelfde uitkomsten. De boor ging er redelijke eenvoudig doorheen. En het stro bleef in de koker, maar dit was er eenvoudig uit te drukken. Zo hebben we deze proef in twee keer uitgevoerd. Eenmaal over de brede zijde van de baal, en eenmaal over de smalle zijde. (afb. 29) Dit hebben we gedaan om te kijken of de richting van het stro in de schijven een rol spelen in het stabiel houden van de baal. Hier hebben we in in de testen geen verschil in kunnen merken. afb 28: Kartonnen handboor met zaagblad Conclusie proef Het is mogelijk om een gat te boren in beide richtingen van een strobaal. Hiervoor is een fijne vertanding van bijvoorbeeld een dozenboor nodig. Door de ruimte die ontstaat vervormd de baal nauwelijks, omdat de vrije ruimte maar een klein gedeelte van de gehele baal is. Wellicht moet er extra onderzoek worden verricht naar de juiste methode van het maken van gaten. Belangrijkste is dat de baal uitstekend bewerkbaar is. afb. 29: Strobaal met kartonnen kokers pagina 20

21 4.4.2 Opname druk in de kolommen Voor de gatenmethode was het idee om de kolommen te vullen met een natuurlijk materiaal. Het eerste idee was om de kolommen te vullen met stro. Het stro wat overblijft uit de geboorde gaten, maar ook wat loskomt van de balen zelf waardoor er niets verspild word. Met deze proef wordt gekeken door middel van een kolom waar gewicht op word gezet hoeveel de zetting van het stro is. De verwachting was dat het stro zou inkrimpen. Ook na een aantal dagen (stro staat onder druk) zou het stro inklinken. Hoe deze proef exact gedaan is staat overzichtelijk beschreven in het rapport constructieve grenzen stro. Hieronder staan de resultaten uit de eerste proef. Resultaten afb. 30: Houten bekisting met pvc-buizen totale lengte ingedrukt stro diameter pvc-buis los - toepassen gewicht na 7 dagen na 14 dagen totaal 227 mm 77 mm (binnenmaats) 18 mm krimp 3,5 mm krimp 7 mm krimp 28,5 mm krimp Conclusie proef Deze resultaten waren een klein beetje verwacht. Echter hadden we niet gedacht dat het zetten op een kleine kolom al zoveel bedroeg. Dit was na 14 dagen 12.5%. Op een kolom van 3 m betekend het dat deze bijna 40 cm in zal zakken. Dit is voor een kolom veel te veel. Volgens ons komt dat door de luchtkamers die in de stro stengels zitten. Er moet dus een manier komen waardoor dit voorkomen word. Hier gaan we in de volgende proef op verder. afb. 31: Proefopstelling, bekisting met 140 kg gewicht. afb. 32: Bovenaanzicht proefopstelling pagina 21

22 4.4.3a Materialisering kolommen (mengsel) Alleen stro zorgt niet voor genoeg ztevigheid in een kolom, daarom moet er gekeken worden naar andere opties. Na een klein onderzoek is er gekeken naar verschillende samenstellingen. Deze materialen zijn gekozen naar hun eigenschappen en het passen binnen het PvE. Er is gekozen voor behanglijm (op basis van zetmeel), gehakseld stro en zand. Gehakseld stro vanwege de kleinere luchtkamers en dus minder zetting. Om de goede verhouding te bepalen zijn er 9 proefmodellen gemaakt. (afb 33) Hier zijn 2 direct van afgevallen vanwege de slechte samenstellingen. Voor deze samenstellingen en de resultaten van deze proeven verwijs ik U door naar het rapport constructieve grenzen stro. Conclusie proef In de resultaten is te zien dat de kolommen eenvoudig in elkaar zullen zakken en dus niet geschikt zijn voor het bouwen. De lijm hard niet totaal uit en de stro wil daardoor blijven zetten. Deze proef mag daarom met recht als een flop worden afgewimpeld. afb. 33: de gedrukte mengsels Om verder te gaan met dit concept zal er dus moeten worden gekeken naar een andere oplossing. In eerste instante wordt er gezocht naar een ander materiaal wat kan samenwerken met stro of helemaal uit zichzelf als constructie kan werken. In de vervolgproef wordt hiernaar gezocht b Materialisering kolommen (stampleem) Na een korte literaire studie is voor een andere opvulling van de kolommen gekomen. Een alternatief materiaal is stampleem. Stampleem wordt in Nederland alleen nog maar toegepast voor muren en vloeren. Om stampleem te gebruiken als kolom en nieuw. afb. 34: mengselkolom direct na ontkisten Er is gekeken wat de beste samenstelling van stampleem is in ons geval. Dit is in samenwerking met de leverancier van het leem gebeurd (Dubomat). Deze gaf de de volgende samenstelling; Samenstelling stampleem (volgens. leverancier,dubomat) leempoeder (aardvochtig) 15 kg metselzand 20 kg split 4-10 mm 16 kg grof grind mm 9 kg De samenstelling zoals hierboven omschreven wordt gebruikt voor stamplemen muren met een dikte van +/- 400mm. aangezien de kolommen maar een diameter van 100mm hebben is na een aantal eenvoudige testen gekozen voor een fijnere(grind)samenstelling: afb. 35: stampleemkolom direct na ontkisten Samenstelling stampleem (toegepast) leempoeder (aardvochtig) 15 kg metselzand 20 kg split 4-10 mm 25 kg Met deze samenstelling verwachten we dat er een stevige kolom komt te staan. Vrijwel te vergelijken met een beton kolom. Hieronder is beschreven hoe de kolommen zijn gemaakt en wat de resultaten hiervan waren.in het rapport constructieve grenzen stro wordt dieper ingegaan op de proef zelf. pagina 22

23 Uitvoeringsmethode (kolommen A t/m E) Het leem, metselzand, split en het grof grind werden in de juiste verhouding gemengd. Vervolgens werd er ongeveer 5 cm mengsel in een kartonnen buis gedaan en aangestampt met een voorhamer (met houten klosje). Dit proces werd een aantal keer herhaald, zodat er een kolom ontstond. Na fabricage werden de kolommen ontkist. Hieronder de resultaten die behaald zijn uit een druktest aan de Hanzehogeschool. druksterkte kolom A 0,8 N/mm 2 kolom B 1,0 N/mm 2 kolom C 0,8 N/mm 2 kolom D 1,4 N/mm 2 kolom E 0,9 N/mm 2 afb. 36: kolom(b) na druktest Deze resultaten waren teleurstellend en voldoen ook niet aan de eisen die gesteld zijn in het PvE. Dit kwam volgens ons door een aantal factoren. Ten eerste waren de bovenkanten van de kolommen een beetje scheef. Daardoor werd er aan het begin van de drukproef maar een klein gedeelte aangedrukt waardoor er vervolgens al een deel de kolom afbrak. De fabricage was dus niet helemaal in orde. Ook de drogingsperiode was niet optimaal. Dit was maar een aantal dagen. In de volgende ronde zullen we daar op letten. Aangezien we nog wel potentie zien in dit concept. Uitvoeringsmethode (kolommen F,G,J) Het leem, metselzand, split en het grof grind werden in de juiste verhouding gemengd. In 2x in een kartonnen buis gedaan en 20x aangestampt met een mini heiiinstalaltie. Na de fabricage werden alle kolommen ontkist. Hieronder de resultaten die behaald zijn uit een druktest aan de Hanzehogeschool. afb. 37: kolom(c) na druktest (closeup) druksterkte kolom F 1,6 N/mm 2 kolom G 1,4 N/mm 2 kolom J 1,2 N/mm 2 Na deze drukproeven waren de waardes gemiddeld een kleine factor hoger, maar totaal nog niet in de buurt bij de waardes die geëist worden. Wel valt het verschil tussen de vorige proef en deze proef op dat de kolommen in deze proef redelijk in elkaar bleven, het enige wat gebeurde was dat de kolom iets uitzette. In tegenstelling tot de vorige proef waarbij de kolom compleet brak en in stukken veranderde. Dit is een interessante vooruitgang en daar gingen we op verder in de volgende proef. Hier is het idee gekomen om de kartonnen koker die als hulpconstructie in de strobaal zit ook als constructie te gebruiken bij de kolommen. Dit omdat papier vooral trekkrachten goed kan opvangen. en aangezien de kolommen tegen uitzetten beschermd moeten worden is een kartonnen koker een goed idee. afb. 38: kolom(f) na druktest Bij dit idee wordt de druk niet direct uitgeoefend op de koker maar met een hulpconstrutie op het leem. Hierbij moet de druk alleen door de leem opgevangen geworden, en de uitzetting van het leem (dus de trekkrachten) worden opgevangen door de kartonnen koker. Hierdoor worden de sterkste kwaliteiten van de materialen gebruikt. pagina 23

24 Uitvoeringsmethode (kolommen H,I,K) Het leem, metselzand, split en het grof grind werden in de juiste verhouding gemengd. In 2x in een kartonnen buis gedaan en 50x aangestampt met een mini heiïnstalaltie. Na de fabricage werden bepaalde kolommen ontkist. H is ontkist en I en K niet. Ook deze kolommen zijn gedrukt aan de Hanzehogeschool na 10 dagen drogen. Hieronder de resultaten: druksterkte kolom H 1,3 N/mm 2 kolom I 19,1N/mm 2 kolom K 17,6N/mm 2 Ten eerste is ons opgevallen dat er weinig verschil zit tussen 20x aanslaan of 50x aanslaan. Echter zal in de productie van de kolommen zelf waarschijnlijk een systeem worden ontwikkeld waardoor de kolom in zijn geheel gedrukt word. Hierdoor zal het beter in zijn geheel binden in plaats van dat de kolom zal bestaan uit laagjes van een aantal centimeter. Daarbij zal direct wel zijn opvallen dat de laatste 2 kolommen een veel hogere druksterkte hebben dan de kolommen hierboven. Dat zal volgens ons komen door de gestelde theorie aan het eind van de vorige druktest. Deze resultaten viel ons enorm mee, en na een aantal berekeningen is bekend geworden dat deze kolommen te vergelijken zijn met beton. Hierdoor voldoen ze aan de in het PvE gestelde eisen. En daarom is besloten hierop verder te rekenen. Deze berekeningen zijn volledig terug te vinden in het rapport constructieve grenzen stro. Waarvan in het volgende hoofdstuk een samenvatting te lezen is. Deze kolommen worden verder ook meegenomen in het verdere ontwikkelen van het concept. afb. 39: Bezwijkmechanisme kolom (K) met karton pagina 24

25 5 Rapport constructieve grenzen stro (samenvatting) 5.1 Samenvatting rapport Wanneer er in Nederland met stro wordt gebouwd gebeurd dit meestal met tarwestro. Dit omdat het veelal voorradig is en vanwege de lange stengels. De afmetingen en het gewicht zijn afhankelijk van de gebruikte pers. Een strobaal heeft een RC-waarde tussen de 5 en 6 m 2 K/W. In Nederland zijn er vijf verschillende manieren van bouwen met stro bekend. De oudste techniek is de Load-bearing techniek. Bij deze techniek wordt er geen hulpconstructie gebruikt en is het stro dragend. Daarnaast zijn er 2 non-load bearing technieken. De Post and Beam techniek en de In fill techniek. Deze technieken maken gebruik van een hout of staal skelet waar de balen tussen worden geplaatst. De CUT techniek maakt ook gebruikt van een skelet maar deze is veel lichter gedimensioneerd. De Cell Under Tension techniek maakt gebruik van de spanningen in de baal. De uitzetting van de balen moet voor een stabiele constructie zorgen. Tot slot is er nog de Gagné techniek. Hierbij wordt er een matrix gemaakt van strobalen en mortel. Vooral de non-load bearing technieken worden al prefab toegepast in Nederland. Ook zijn er door afstudeergroep JHE strobouw een aantal concepten bedacht. Namelijk de gatenmethode en de legoblokkenmethode. Naast onderzoek naar bouwmethodes is het ook van belang de theorie achter de strobouw te achterhalen. Een strobalenwand heeft 5 bezwijkmethodes. 1. knik globaal, 2. knik lokaal, 3. inzakking, 4. slippen pleister, 5. kern indrukking. De drie meest gebruikte pleisters zijn: cementpleister, kalkpleister en leempleister. Elke pleister heeft voor- en nadelen. De pleisters dienen ook gewapend te worden. Dit kan op twee manieren. Ten eerste doormiddel van vezelwapening en ten tweede door wapeningsgaas. Voor het binden van constructieve delen met de pleisterlaag worden vaak rietmatten gebruikt. De belasting op een strobalen wand en de daar bijbehorende inkrimping/kruip is door meerdere mensen onderzocht en terug te vinden in de bijlagen. Wanneer de wand belast wordt blijkt echter de pleisterlaag een grotere invloed te hebben dan de strobaal. Aan de hand van de bovenstaande informatie wordt het volgende doel opgesteld: Het doel is om een systeem te ontwikkelen die eventueel wel bestaat maar nog niet prefab wordt uitgevoerd en het daardoor aantrekkelijker te maken om toe te passen in de bouwwereld. Aan de hand van de doelstelling is er gekozen voor twee technieken verder uit te zoeken. Het gaat hierbij om de CUT-techniek en de gatenmethode. Beide technieken leveren de nodige vraagtekens op. Aan de hand van die vraagtekens worden verschillende proeven uitgevoerd. Er wordt gekeken naar de uitzetting van de balen, bewerkbaarheid van de balen, indrukbaarheid van stro en naar materialisering van de kolommen. Aan de hand van het vooronderzoek en de proeven wordt er gekozen om de gatenmethode verder te ontwikkelen. Er worden uitgangspunten geven over de afmetingen, gaten, voorspanning, kolommen/liggers en sparingen/kozijnen. pagina 25

26 5.2Uitgebreide conclusie rapport Bij de ontwikkeling van het element wordt er gekozen voor de gatenmethode. De postieve uitslagen van de proeven hebben tot deze conclusie geleid. Afmetingen De elementen moeten/kunnen verdiepingshoog worden uitgevoerd. Er moet met een modulemaat van 300mm rekening worden gehouden. Afmetingen van de baal moeten in de lengte ook binnen deze modulemaat vallen. Gaten Strobalen zijn goed bewerkbaar en kunnen eenvoudig gaten in worden gemaakt zonder dat de baal het begeefd. Echter is het maken van een gat nog een heel karwei. Daarnaast is de positie van het gat nogal variabel. De methode werkt alleen als de maatvoering van de gaten goed gebeurd. Voordat de methode in de praktijk kan worden toegepast zullen deze problemen getackeld moeten worden. De gaten hebben een minimale diameter van 100mm. Voorspanning Wanneer de balen geplaatst zijn en op spanning worden gebracht dienen de balen 10% worden ingedrukt. Het is belangrijk om deze speling bij het ontwerp mee te rekenen. Kolommen/liggers Aangezien stampleem alleen goed is in het opnemen van drukkrachten zal het stampleem alleen worden gebruikt als post in het ontwikkelde postand beam systeem. Voor de beam in het element zal een ander materiaal toegepast moeten worden. Voorkeur gaat daarbij uit naar hout. Daarnaast is staal constructief gezien ook een optie. De kolommen dienen tevens te worden voorzien van een trekstang (d=20mm). Deze trekstang dient als extra wapening tegen eventuele optredende momenten en zorgt ervoor dat het element gehesen kan worden. Sparingen/kozijnen Sparingen in de wand moeten vallen binnen de modulemaat van 300mm. De sparingen worden gedragen door de stamplemen kolom onder de sparing. Boven de sparing wordt het stampleem weggelaten(de kartonnen koker kan dan worden gevuld met stro). De belasting wordt doormiddel van een houten ligger bovenin het element verdeeld over de andere kolommen. De balen bovenop de sparing dienen te worden opgevangen door een bijvoorkeur houten latei. Ook hier is staal wederom een optie. pagina 26

27 6 Rapport alternatieve afwerking (samenvatting) Mensen zijn sceptisch over het bouwen met stro. Het brandt snel, valt met een zuchtje wind al om en het trekt allemaal ongedierte aan. Dit zijn allemaal vooroordelen. Maar hierdoor krijgt bouwen met stro een vervelend karakter. Mensen worden simpelweg niet aangetrokken tot de stroleembouw. Hier is verandering in mogelijk volgens ons. Ook strobouw kan op vrijwel elke manier worden afgewerkt. Daarbij heb je de voordelen van strobouw; Een gezonder binnenklimaat, een recyclebare woning, maar vooral ook minder energiekosten. Let wel op, dit rapport geeft onze visie weer. We laten in dit verslag vooral onze mening zien. Om te beginnen kijken we vooral eerst naar de stijl die volgens ons goed aanpast bij het concept bouwen met stro. Dit is het Kritisch Regionalisme. Deze stijl is een moderne stijl die goed naar de omgeving kijkt. Het gebruikt materialen en vormen die bekend staan voor de directe omgeving maar geeft hier een moderne twist aan. Hierdoor past het goed bij de rest van de omgeving. afb. 40 voorbeeld Niels Kloppenburg (3lagen) Daarnaast is gekeken naar bestaande materialisering wat aansluit bij deze stijl. Hieronder worden deze materialen kort benoemd. Leem Leem is de eenvoudigste manier om een strowand strak af te werken. Dit wordt door middel van 3 verschillende lagen gedaan, de eerste laag om het stro glad te smeren. De tweede laag vooral om voor een gladde finish te kunnen zorgen, en de laatste laag is puur voor de uitstraling. Leem kun je in alle bedenkbare vormen zelf sculpturen. Dit feit komt vooral ook door de constructieve werking van het materiaal. Deze constructieve functie wordt ook gebruikt in de wand. het zal werken als een schijf waardoor deze stabiel is. afb. 41 red cedar shingles Hout Voor het beschermen van de strobalen is een geventileerde houten afwerking een snelle en eenvoudige oplossing. Echter moeten deze wanden wel een stuclaag hebben in verband met brandwerendheid. Steen Gewoon steen metselen is naar ons idee te eenvoudig gedacht. Het wordt weer een normaal huis en dat willen we op een subtiele manier proberen te voorkomen. Om toch een natuurlijke uitstraling te krijgen lijkt gestapelde rotsen ons een mooi product om als beschermlaag te gebruiken. Riet en stro Door een rieten dak als het ware door te trekken tot aan de begane grond wordt het materiaal net even weer op een nieuwe manier toepast. Ook is riet familie van stro en geeft het de woning een natuurlijke uitstraling. Echter kan stro ook gebruikt worden als een gevelmateriaal. afb. 42 verticaal riet, Kulturhus Almere Transparante gevel Een transparante afwerking voor de strowand zou voor ons gevoel ook een mooie oplossing zijn, om het stro toch af te sluiten van de weersomstandigheden, maar het wel in het zicht te houden. pagina 27

28 RVS Roestvrijstaal heeft voor ons een beetje een futuristische uitstraling. In combinatie met het stro zal een modernere uitstraling aan het stro geven. Dit is een goed voorbeeld van een oude materiaal op een nieuwe manier toepassen. Eigen ideeën Eigen ideeën hebben we hieraan ook aan toegevoegd, Deze manieren zijn nog niet allemaal op de markt of ontwikkeld. Universeel eder mens heeft zijn eigen smaak en iedere gemeente heeft zijn eigen regels. Daarom willen wij ervoor zorgen dat de elementen op verschillende manieren moet worden kunnen afgewerkt. afb. 43 gedrukt en geperforeerd RVS Prefab stroplaat Met een prefab stroplaat bedoelen we eigenlijk hetzelfde als een strodak of een riet dak, echter is deze verticaal en wordt in de fabriek gemaakt, Glas Door de prefabpanelen met glas af te werken is het stro duidelijk zichtbaar maar toch van de lucht afgesloten. Een nadeel van glas is wel dat het niet dampdoorlatend is, hier moet dus een oplossing voor gezocht worden. Leem In het leem zijn nog een aantal verschillende mogelijkheden over. Zoals gezegd in alle vormen en een groot aantal kleuren gebruiken voor de afwerking. afb. 44 prefab rietplaat Combinaties Door oude materialen te gebruiken maar deze op een nieuwe manier toe te passen is het ook mogelijk om iets moderns en hips te maken. Onze gedachten gaan op het moment heel erg uit naar riet met koper en of roest vrij staal. Conclusie Wat in dit onderzoek naar voren is gekomen is dat wij de oude materialen en methodes het liefst streekgebonden op een nieuwe en innovatieve manier willen toepassen. Dit kan door de verwerkingsmethodes deels te veranderen. Maar ook door middel van het toevoegen of in combinatie brengen met andere materialen, bijvoorbeeld stro met glas en rvs. Kortom, kijk vooral naar de omgeving en leidt hieruit op hoe de gevel eruit moet komen te zien, zowel in het bestemmingsplan als de mogelijke streekgebonden materialen en vormen. afb. 45 Leem met motief pagina 28

29 7 Uitwerking element 7.1 Uitgangspunten Voordat er begonnen is met het ontwerpen van het element zijn een aantal uitgangspunten opgesteld. Deze zijn met andere eisen in een PvE opgesteld, welke terug te vinden is in hoofdstuk 3. Hieronder staan de uitgangspunten die verder van belang zijn voor dit concept; -Gebruik maken van zoveel mogelijke duurzame materialen. Mochten de elementen niet meer gebruikt worden dan moeten de toegepaste materialen geen schade aan het milieu aanrichten. -De strobalen worden toegepast voor isolatie. In het midden van de strobalen worden twee gaten per strobaal gemaakt voor de draagstructuur van het object. -De strobalen zullen andere afmetingen krijgen dan standaard strobalen. De nieuwe maten van een strobaal zijn 1200x370x450 mm. Er is gekozen voor een modulemaat (300mm), zodat de indeling van gevels makkelijker wordt. Dit in verband met standaard maten in de bouw. afb. 46 Eerste opzet gatenmethode -Voor de materialisering van de kolommen zal een onderzoek worden gedaan naar een combinatie van stro en andere producten. Mocht het niet lukken om met het stro voldoende draagkracht te krijgen, dan zal er naar andere duurzame materialen gezocht worden. Mocht hiervoor geen goed alternatief gevonden worden dan bestaat er nog de mogelijkheid om staal, beton of hout toe te passen. -De afwerking aan de buitenzijde zal een universeel systeem worden. Hierdoor kunnen verschillende afwerkingen conform opdrachtgever toegepast worden. afb. 47 stamplemen kolom (F) na druktest 7.2 Schetsen/proces Door brainstormsessies te houden en hierbij veel te schetsen is bepaald dat de gatenmethode verder uitgewerkt gaat worden. Deze keuze is in overleg met de begeleidende partijen gemaakt. De eerste vraag was hoe kunnen er gaten in de strobalen gemaakt worden. Proef ondervindelijk is geconcludeeerd dat strobalen uitstekend bewerkbaar zijn. (zie Hst ) Vervolgens is er gezocht naar een duurzaam materiaal voor de invulling van de kolommen. In eerste instantie was het idee om de kolommen van stro te maken. Als snel werd duidelijk dat er materialen aan het stro moesten worden toegevoegd. Om de kolommen duurzaam te houden was de keuze gevallen op stro, behangplaksel (op basis van zetmeel) en zand. De draagkracht van gemaakte kolommen was dramatisch. Vervolgens is er gezocht naar een ander duurzaam materiaal, stampleem. Weer aan de hand van een aantal proeven bleek dat stampleem uitermate geschikt is voor de dragende functie van een object. Hierdoor waren de basiselementen van het element bekend. Strobalen als isolator, stampleem in kartonnen buizen als kolommen (dragende functie), afwerking strobalen met leem en een universele afwerking (esthetisch). Met deze informatie zijn er schetsen gemaakt voor de detaillering. In overleg met verschillende begeleiders zijn hier verschillende versies van gemaakt. Deze details zijn uitgewerkt terug te vinden in paragraaf 8.8. pagina 29

30 7.3 Constructie Bij het maken van de eerste schetsen is besloten om de strobalen in een halfsteens stapelverband te plaatsen. Hierdoor behaald de wand stevigheid uit de strobalen. Ook zal door het gewicht van de strobalen en de afwerking aan de binnen- en buitenzijde een sterke draagconstructie voor het element toegepast moeten worden. De keuze is gemaakt voor een samengesteld houten profiel bestaande uit 2 balken 71x171 mm met er bovenop een plaat multiplex 22 mm. Volgens eigen constructieberekeningen (zie bijlage E1) is deze onderconstructie voldoende om het element te dragen. De krachten die door middel van de kolommen in de wanden afgedragen worden, moeten evenredig over de kolommen verdeeld worden. Al vrij snel werd duidelijk dat de krachten met behulp van een houten boven constructie gelijkmatig over de kolommen verdeeld kon worden. Het volgende probleem was de krachtenafdracht boven de gevelopeningen. Het eerste idee was een latei van groot formaat boven de gevelopeningen te plaatsen. Dit latei bestaat ui FJI-liggers met plaatsmateriaal aan alle zijden. Binnenin het frame kan stro als isolatie dienen. Deze oplossing is echter niet doorgevoerd. De isolatiewaarde van het element zou achteruit gaan en er is een grote hoeveelheid extra materiaal nodig. Het tweede idee was een sterkere bovenconstructie van het element. Hierdoor worden de krachten van een verdiepingsvloer of dak afgedragen door de kolommen naast de gevelopeningen. De lateiën boven de gevelopeningen hoeven alleen de krachten van de materialen boven de openingen op te vangen. De lateiconstructie kan hierdoor een stuk slanker gemaakt. De vorm van de houten onder- en bovenconstructie is zo gemaakt, dat elementen voor een eventuele verdieping(en) boven op de elementen van de begane grond kunnen worden geplaatst. De onderconstructie van beide elementen is uniform. Dit scheelt in faalkosten. afb. 48 boven constructie afb. 49 onderconstructie element Het element blijft stijf door de combinatie van de strobalen, de houten boven- en onderconstructie met de trekstangen. De afwerking van leem draagt bij aan de schijfwerking van het element. Op de kopse kant worden kruislings twee montagestrippen bevestigd. Hierdoor wordt voorkomen dat het element gaat uitknikken. 7.4 Bouwfysica Het element wordt aan de binnen- en buitenzijde afwerkt met leem. Leem heeft bouwfysisch gezien een groot aantal voordelen. Allereerst is leem onbrandbaar. (zie 8.5 brandveiligheid) Het accumulatievermogen is zeer sterk, hierdoor worden temperatuurschommelingen voorkomen. Dit verbeterd het comfort van de gebruiker. Daarnaast is leem vochtregulerend, het neemt tot op een zekere hoogte vocht op. Bij teveel vocht raakt het leem verzadigd en breekt het af. Lemen muren zijn dampopen, hierdoor kan eventuele teveel aanvocht afgevoerd worden. Daarnaast is leem ook nog geluidsisolerend. Een punt van aandacht is dat leem in aanraking met te veel vocht bros wordt en afbreekt. In ruimtes waar relatief veel vocht vrijkomt zoals de douche en keuken is het van belang om te zorgen voor goede ventilatie of afzuiging van vocht. Bij het toepassen van leem als afwerking aan de buitenzijde van een object is het nodig om het dak te laten oversteken. Hierdoor wordt het leem deels beschermd tegen grote hoeveelheden vocht. pagina 30

31 Rc-berekening Rc = Σ Rm+Rsi+Rse(- Rsi-Rse) 1+ α Warmteweerstand van de constructie in m 2 K/W. Rc 5,190 Warmteweerstand van de afzonderlijke lagen in de constructie in m 2 K/W. R m 5,298 Warmteovergangsweerstand binnen (si staat voor surface interior) R si 0,130 Warmteovergangsweerstand buiten (se staat voor surface exterior) R se 0,040 Correctiefactor voor convectie en uitvoeringsonnauwkeurigheden α 0,020 RC-berekening element Voor de berekening van de rc waarde van het element is uitgegaan van vier verschillende opbouwen van de materialisering van het element. Namelijk ten plaatse van; -strobaal met leemafwerking en een kolom van stampleem-fundering -strobaal met leemafwerking aan beide zijden -aansluiting element fundering -bovenaansluiting element De gevelafwerking is in de berekening niet meegenomen, doordat gevelafwerking conform keuze opdrachtgever is. Er kunnen diverse gevelafwerkingen toegepast worden. U-waarde De minimale u-waarde van 2,2 W/m 2 -K conform bouwbesluit 2012 kan bereikt worden door minimaal dubbelglas toe te passen. Voor het bereiken van een optimale U-waarde kan driedubbelglas met gas toegepast worden. Hierdoor kan een U-waarde van 0,6-1,0 W/(m2-K) bereikt worden. De keuze is wederom aan de opdrachtgever. De rc-waarde van het element is 5,190 m 2 K/W. (exclusief gevelafwerking) Hierbij wordt ruim voldaan aan de eis van het bouwbesluit (3,5 m 2 K/W). De rc-waarde wordt omhoog gestuwd door het goed isolerende pakket stro. De leemlaag is daarnaast nog warmteregulerend. Het leem slaat warmte op en geeft de warmte weer af als de temperatuur in de ruimte daalt. In de toekomst zullen de eisen van het bouwbesluit waarschijnlijk aangescherpt worden. Het element heeft nog voldoende speling voor het element niet meer voldoet aan het bouwbesluit. Ventilatie De ventilatie zal plaatvinden door middel van de ventilatieroosters die in het kozijn zijn gemonteerd. Ook bestaat de mogelijkheid om te kiezen voor draai/kiepramen. Hierdoor kan de het gebouw naar wens van de gebruiker geventileerd worden. pagina 31

32 Voor de toepassing van natte ruimtes is het van belang om gebruik te maken van mechanische ventilatie. Leem werkt vochtregulerend, het neemt vocht op uit de ruimte en staat het weer af als de vochtigheidsgraad daalt in de aangrenzende ruimte. Door de grote hoeveelheden vocht die vrijkomen bij natte ruimtes kan het leem verzadigd raken, waardoor het door kan slaan naar de strobaal. Hierdoor kan het rottingsproces van het stro opgang worden geholpen. Het is dus van groot belang dat de leemlaag niet verzadigd raakt. 7.5 Brandveiligheid Een wand opgebouwd uit twee leemlagen met in het midden stro is brandveilig. In de bijlage E3 brandveiligheid geven buitenlandse brandtesten een toelichting. Het enige verschil met de bestaande testen is het verschil in materialisering van de kolommen. Bij het element wordt stampleem toegepast in de kolommen. Doordat het zand, grind en leem niet brandgevoelig zijn en de kolommen midden in de strobalen geplaatst zijn is de kans op het bezwijken van de hoofddraagconstructie gering. 7.6 Uitvoering Uitvoering fabricage elementen Voor de fabricage van het element zijn diverse mogelijkheden. De eerste elementen worden handmatig gemaakt. Mocht het concept aanslaan in de bouwwereld dan is het mogelijk om meer automatische handelingen door te voeren. De kolommen van stampleem zullen in een eerder stadium geperst worden. De trekstang zal ook direct in de kolom geplaatst worden. Door de kolommen eerder te fabriceren heeft het stampleem tijd om uit te drogen. De strobalen worden op een tafel ten grote van een element gelegd. Aan de kopse kanten van het element zal een verhoging van plaatmateriaal gemaakt worden zodat de strobalen strak in de mal worden geplaatst. Ter plekke van gevelopeningen wordt het houten kader geplaatst. De gaten voor de kolommen worden met een boormachine in de strobalen geboord. Vervolgens kunnen de kolommen door de gaten in de strobalen gedrukt worden. De houten onder- en bovenconstructie worden samengesteld en geplaatst. De trekstangen worden met behulp van de beide draadeinden (aan de beide uiteinden) en moeren aan de onder- en bovenconstructie geschroefd. Hierdoor kunnen de strobalen op spanning worden gezet. Tussen de houten onderconstructie en de trekstang wordt nog een stalen plaat geplaatst. Deze plaat zorgt voor de verdeling van de krachten die vrijkomen bij het hijsen van de elementen. Aan kopse kanten worden twee montagestrips gemonteerd. De beide zijden worden voorzien van vlaswapening. De vlaswapening zorgt ervoor dat het leem betere hecht aan het element en het stro. Beide zijden van het element gestucadoord worden met leem. Aan de binnenzijde wordt 25 mm leem gestuct. De overige 15 mm wordt op de bouw aangesmeerd. De buitenzijde wordt voorzien van 25 mm leem. Op de bouwplaats worden de naden tussen de elementen en eventuele beschadigingen aangesmeerd. Ter plekke van de houten bovenen onderconstructie zal aan de buitenzijde dpc-folie vastgeniet worden. afb. 50 trekstang in het midden van het element pagina 32

33 Uitvoering plaatsen elementen De funderingen en de begane grondvloer wordt eerst gestort/geassembleerd. Na een eventuele uithardingstijd van het beton wordt de vuren stelbalk geplaatst. Met behulp van een laser kan het beton overal op dezelfde hoogte gestort worden. De balk wordt op het beton gelegd. Met draadeinden met chemisch ankers wordt de balk in het beton bevestigd. Het element kan over de balk geplaatst en vastgeschroefd worden. Voor de stabiliteit is het nodig de elementen te schoren. Op de hoeken komt een standaard prefab hoekelement. Vervolgens kan de verdiepingsvloer geplaatst worden. De elementen worden aan de bovenzijde met het element van de tweede verdieping bevestigd. Aan de bovenzijde van het verdiepingselement wordt een muurplaat over de elemenenten gelegd. Installatiewerk In het begin van het proces was het idee ontstaan om al het installatiewerk ook te verwerken in het element. Tijdens het ontwerpproces is hier deels van afgestapt. Er is ruimte in het element aanwezig om de leidingen te verwerken. Maar met het plaatsen van de elementen zal er rekening gehouden worden met de installateur. Doordat de voorzieningen per element geplaatst zijn komen er tussen de elementen aansluitingen. Het element heeft een breedte van 3600 mm, daardoor komen er bij een wand van vijf elementen, zes aansluitingen. Hierdoor wordt er meer installatiemateriaal en manuren verbruikt dan wanneer het installatiewerk op de bouwplaats in één werkgang gemonteerd wordt. In de aansluiting tussen de elementen en de vloer is er ruimte voor elektriciteitsleidingen. Deze leidingen kunnen in het element in de leemlaag verwerkt worden. De lichtschakelaars kunnen draadloos gemonteerd worden. Een aansluiting is daardoor overbodig. De overige leidingen kunnen in de binnenwanden/vloeren verwerkt worden. Voor het plaatsen van een keuken en keukenkasten is versterking van het element of een voorzetwand nodig. De aan- en afvoerleidingen kunnen in de voorzetwand of in de kasten geplaatst worden. Door de vloer lopen de leidingen naar de meterkast of naar een ander centraal punt. afb. 51 ruimte voor elektriciteitskabels 7.7 Transport/opslag De elementen worden in een houten bekisting vervoerd naar de bouw. De afmetingen van een standaard element zijn 3186 x 3600 mm. De maximale afmetingen van een transporteerbaar element zijn 3300 x mm. Het element voldoet ruim aan deze bemating. De houten omkisting beschermt het element tegen beschadigingen van de leemlaag aan beide zijden. In de kolommen zijn trekstangen bevestigd van de onderste balkconstructie naar de bovenste balkconstructie. Het element wordt door de trekstangen bijelkaar gehouden. Doordat er draadeinden aan het uiteinde van de stangen zitten kan het element op spanning gezet worden. Ook kunnen er hijsogen op de draadeinden gedraaid worden, zodat het element simpel is te hijsen. Mochten de elementen op de bouwplaats worden opgeslagen (bij voorkeur niet in verband met vocht) dan moeten de elementen in een droge omgeving geplaatst worden. Bij voorkeur worden de elementen op dezelfde dag getransporteerd en geplaatst. pagina 33

34 7.8 Details tekeningen Het element is als volgt opgebouwd; (afb. 52) (binnen-buiten) -leem 40 mm (25 mm element, 15 mm aansmeren op de bouwplaats) -strobalen 1200 mm x 360 mm x 450 mm (modulemaat) -stampleem in kartonnen buis Ø 100 mm met trekstang Ø 20 mm -leem 25 mm (naden tussen de elementen worden op de bouwplaats aan gesmeerd) -evt. alternatieve afwerking conform opdrachtgever De binnenwanden worden afgewerkt met leem (25 mm element, 15 mm aansmeren op de bouwplaats) Deze methode heeft een aantal voordelen; -het element is constructief gezien stijver -het element is voor het grootste gedeelte beschermd tegen weersinvloeden -het leem kan onder geconditioneerde omstandigheden in de fabriek aangebracht worden -het element is brandwerend, de kopse kanten van het element zijn niet brandwerend, het stro zal bij brand alleen verkolen net als bij hout. Bij het transport/opslag zal gebruik worden gemaakt van een houten bekisting/ doos waar het element in vervoerd zal worden. De afwerking aan de buitenzijde wordt op regelwerk bevestigd. Hierdoor ontstaat er een universele manier voor het bevestigen van diverse soorten afwerkingen. Voor klanten is het aantrekkelijker om de elementen toe te passen. Op de hoeken wordt er gebruik gemaakt van prefab houtenelementen. Deze elementen zijn gevuld met stro. De hoekelementen worden bevestigd op de vuren rand balk en aan de strobouwelementen. afb. 52 wandopbouw element 7.9 Kostenraming element Er is een simpele kostenraming van het element gemaakt. (zie bijlage E6) Echter zijn er veel onzekere factoren. De materiaalprijzen gaan stijgen. De prijs van een strobaal fluctureert enorm. Bij een grotere productie zullen machines de fabricage deels overnemen. Hierdoor kan er bespaard worden op de manuren. Ook bij de inkoop van grotere partijen materiaal kunnen er kosten bespaard worden. Bij het ontwerpen van het element is er rekening gehouden met de keuze van de materialen. Allereerst zijn er zoveel mogelijke duurzame materialen gebruikt. De aanschafprijzen van de materialen zijn ook direct beoordeeld. Hierdoor is er zoveel mogelijk rekening gehouden om de kosten van het materiaal laag te houden. Op dit moment wordt er rekening gehouden met 16 manuren voor het fabriceren van het element. Bepaalde werkzaamheden zoals het drogen van de stamplemen kolommen en de lemen afwerking hebben tijd nodig. De algemen kosten en de algemene bouwplaatskosten zijn niet meegenomen in de kostenraming. In een eventueel vervolgonderzoek zullen deze aspecten verder uitgewerkt worden. pagina 34

35 Fabricage element D impressies tbv uitleg fabricage ten behoven van het uitleggen van de fabricage is een 3D model gemaakt. Deze zal vooral voor presentatiedoeleinden gebruikt worden. In dit geval zijn printscreens gemaakt met een uitleggende tekst erbij. Op de volgende pagina beginnen we met de fabricage van het element, en daarna de plaatsing van de elementen. Afb. 1 Om te beginnen is er een samengestelde ligger gemaakt van 2x een 71x171 balk met daarop een plaat van 20 mm. Op deze plaat zijn de klossen bevestigd tbv de stampleem kolommen. Er gaan gaten door zowel de klossen als de plaat tbv de bevestiging van de trekstangen. De balk die hier in het blauw te zien is is tbv de stucstop profiel voor de leemlaag. Afb. 2 Vervolgens worden de samengestelde stamplemen kolommen in zijn geheel met kartonnen bekisting eromheen geplaatst. In deze kolommen zitten de trekstangen geïntegreerd. Deze kunnen aan de anderkant van de plaat bevestigd worden door middel van een draadeind en moer. Afb. 3 Eigenlijk tegelijk met de kolommen worden de gevelopeningen geplaatst. Mits deze verdiepingshoog zijn. Anders worden deze tegelijk met de strobalen geplaatst. pagina 35

36 Afb. 4 De strobalen worden van tevoren doorboord op een soort tafelconstructie. vervolgens wordt de constructie die tot aan hierboven gebouwd is door de balen heen geschoven. Afb. 5 Om het af te sluiten komt er aan de bovenzijde ook een houten constructie van dezelfde afmetingen. Deze is zo ontworpen dat er een onderconstructie van het bovenliggende paneel in kan schuiven. Daarna worden den doorstekende trekstangen afkomstig uit de stampleemconstructie vastgedraait. dit zorgt ervoor dat de strobalen netjes op spanning komen te liggen en hun constructieve eigenschappen gebruiken. Als dit gedaan is worden de boven en onder constructie met elkaar bevestigd door middel van montagestrippen, deze worden in kruisverband gemonteerd tbv de tabiliteit in de breedte richting. Afb. 6 Vervolgens wordt er aan beide zijden van het element een laag van 25 mm leem aangebracht. Dit wordt later op de locatie zelf afgewerkt. Het leem is tbv de brandveiligheid, vocht reguleren en de constructie zowel tijdens de fabricage als na het ingebruik nemen. Nu is het element klaar om ingepakt te worden en vervoerd te worden naar de bouwlocatie voor het plaatsen. pagina 36

37 Plaatsen elementen Afb. 1 Om te beginnen is er een funderingsbalk gestord. Hier wordt een kanaalplaatvloer of een ander dergelijk systeem op geplaats (te zien op de volgende afbeelding) Ook op de balk wordt een bevestigingsbalk geplaatst. Door middel van stelplaatjes wordt de funderingsbalk helemaal vlak gemaakt voor het plaatsen van het element Afb. 2 Het element wordt geplaats door middel van een kraan of iets dergelijks. Deze pakt het element vast aan hijsogen die bevestigd zijn aan de bovenzijde van de trekstangen in de kolommen. Hierdoor wordt het element als het ware aan de onderste houtconstructie opgepakt. Daar is deze ook op berekend. Als het staat wordt het element aan de van te voren gestelde balk bevestigd. Afb. 3 Zo snel het element staat kan de begane grondvloer opzich verder worden afgewerkt. Hier zouden wij echt nog mee wachten tot alle elementen, verdieping en het dak geplaatst zijn. Afb. 4 Nadat het element staat en in eerste instantie geschoord is en stabiel is kan de balkenlaag bevestigd worden. deze balken liggen hart op hart 600 mm. pagina 37

38 Afb. 5 Vervolgens kan het volgende element geplaats worden. De elementen zijn zo ontworpen dat de onderconstructie van elk element in de bovenconstructie van ieder ander element geplaatst kan worden. Deze worden onderling aan elkaar bevestigd. Ook valt op dat er een inkeping gemaakt is. Deze zijn voor het inschuiven van het element wat aan in de verlengde van deze elementen komen (te zien op Afb. 8) Afb. 6 Op deze afbeelding is de zoldervloer te zien. Daarnaast is hier een balk geplaatst tbv de dakconstructie. Deze is op het element bevestigd door middel van de verlengde trekstangen. Afb. 7 Hierna kan direct het dak geplaatst worden met dakgoot. Als dit gebeurd is kan opzich de binnenafwerking van start gaan. Hiermee bedoelen we het leemstucen, plafonds en vloerafwerking. Ook de kozijnen kunnen in dit geval geplaats worden. pagina 38

39 Afb. 8/9 Als alle elementen geplaatst zijn kan er begonnen worden met de afwerking. In dit geval laten we een gewoon dak met normale dakpannen zien. Daarbij is hier een gevel te zien opgebouwd uit rabat houtdelen. Echter willen we ook hier nog wel benadrukken dat vrijwel iedere gewenste afwerking mogelijk is. Daarbij is dit productieproces naar eigen inzicht en ervaringen bedacht. Hier zal nog door profesionals naar gekeken moeten worden. Hopelijk heeft U door middel van deze afbeeldingen een duidelijk beeld gekregen van het productie proces. Daarbij wil ik U nog wel doorverwijzen naar de details voor een duidelijker beeld. pagina 39