Hoewel het om een hernieuwbare grondstof bij uitstek gaat, die kan worden hergebruikt en gerecycleerd, betekent de keuze voor hout als structuurmateriaal dat er moet worden toegezien op de herkomst van het hout, zowel op geografisch gebied als op het gebied van bosbouw. Houten structuurelementen hebben het voordeel dat ze zeer uiteenlopende vormen hebben, van rondhout tot balken uit gelamineerd hout, en elementen met een grote reikwijdte zijn een interessant alternatief voor beton.
Deze elementen worden toegepast binnen een structuursysteem dat de ruggengraat van een element van het gebouw of van het gebouw in zijn geheel vormt.
De eerste tabel hieronder – " Hout als structuurmateriaal " – biedt algemene informatie over hout. Die geldig voor alle vormen van structurele toepassing.
Vervolgens vermeldt de tweede vergelijkende tabel – " Houten structuurelementen " – de verschillende categorieën houten structuurelementen die op de markt beschikbaar zijn.
Hout is een natuurlijk materiaal dat door bomen wordt geproduceerd op basis van water, CO2 en zonlicht.
Het is een compact en meer of minder hard materiaal dat bestaat uit vaten voor het vervoer van sap en wanden met een hoog gehalte aan cellulose en lignine. Het vormt de stam, de wortels en de takken van houtachtige planten.
Hout bestaat in het algemeen voor ca. 50% uit koolstof, 42% zuurstof , 6% waterstof, 1% stikstof en 1% diverse elementen. De voornaamste organische bestanddelen zijn cellulose (50%) en lignine (20%).
Gebruik
Het moderne productgamma is zeer uitgebreid. Het omvat zogenoemde klassieke geraamtes (volledig op de werf gemonteerd), geprefabriceerde, in de fabriek op maat gezaagde massief houten elementen en geprefabriceerde elementen in de vorm van caissons die met thermisch isolatiemateriaal kunnen worden gevuld.
Van 1a (hout met FSC- of PEFC-certificaat) tot 1b (niet-gecertificeerd hout)
Horizontale structuurelementen:
Van 1a (geraamte-elementen) tot 2a (massief hout)
Voordelen
Hernieuwbare, lokaal ruim voorradige grondstof (tal van Belgische bosbouwbedrijven leveren structuurhout van kwaliteit) en eveneens binnen een straal van 500 km (Noord-Frankrijk, Nederland, West-Duitsland).
De FSC- en PEFC-certificaten bieden garanties inzake duurzame bosbouw. Ze voeren een jaarlijkse controle uit.
Zaagafval kan eenvoudig worden verwerkt in de productie van andere bouwproducten op basis van hout (bijv. OSB-platen, mdf, op basis van houtvezels, thermisch isolatiemateriaal op houtbasis…)
Houten structuurelementen worden meestal mechanisch geassembleerd en kunnen dus eenvoudig worden gedemonteerd en hergebruikt.
Eenvoudig toe te passen en te verzagen
Beperkt gewicht
Hoog potentieel voor prefabricage van de elementen in de fabriek waardoor het bouwafval beter kan worden beheerst.
Mogelijkheid om elementen met grote reikwijdte te realiseren
Elementen van massief hout: bestelling op maat met precieze, digitale verzaging in de werkplaats op basis van de uitvoeringsplannen.
Bij structurele toepassing, wanneer een houten structuurelement niet blootstaat aan de buitenomgeving, is geen behandeling nodig.
Droge uitvoeringstechniek (geen water nodig)
Elementen met een grote reikwijdte (massieve vloeren, gelamineerde balken, geprefabriceerde gebinte-elementen) vormen een interessant alternatief voor beton.
Goed ontwikkeld kanaal met volop gespecialiseerde ondernemingen op de markt.
Herbruikbaar en recycleerbaar
Nadelen
Houten structuurelementen dragen niet bij aan de inertie van het gebouw. Geraamtes, balken en gebinten maken het mogelijk een dikke laag thermisch isolatiemateriaal aan te brengen zonder dat de totale dikte van het constructie-element toeneemt, maar daarbij is de keuze van het isolatiemateriaal essentieel: materiaal met hoge dichtheid verdient de voorkeur om de inertie van de bouwmantel te verbeteren.
Op zichzelf gebruikt is hout als geraamte of balkstructuur niet meteen geschikt voor grote gebouwen. In het kader van dergelijke projecten wordt hout meestal gecombineerd met andere structuurelementen zoals beton en metalen structuren.
Het is van belang om na te gaan wat de herkomst van het hout is, zowel in termen van duurzame bosbouw en -beheer (FSC en PEFC – hout zonder een van deze certificaten is geen duurzame optie) als in termen van herkomst (de impact van het transport van hout uit verre oorden valt niet te onderschatten, zeker wanneer grote afstanden over de weg worden afgelegd).
De transmissie van geluid via houten structuren is een aandachtspunt. Dit moet zorgvuldig worden onderzicht om het akoestisch comfort in het gebouw te verzekeren.
Vraag vanaf de schetsfase van het project om een gedetailleerde studie.
Theoretische levensduur
75 jaar
Einde van de levensduur
Bij voorkeur: Hergebruik van complete elementen, hergebruik voor bekistingssystemen
Tweede keuze: recyclage (vervaardiging van planken, panelen, houtzaagsel of houtsnippers)
Derde keuze: energievalorisatie
Verboden: Afval storten
Geschikte houtsoorten voor structuren
Loofbomen
Naaldbomen
Eik
Kastanje
Douglasspar
Vuren
Lork
Grenen
Volumieke massa [kg/m³]
650 tot 760
640
510
460
580
500
Dimensionale stabiliteit
Weinig tot matig stabiel
Gemiddeld
Gemiddeld
Gemiddeld
Gemiddeld
Gemiddeld
Duurzaamheidsklasse
Spinthout: V
Kernhout: II tot III
Spinthout: V
Kernhout: II
Spinthout: V
Kernhout: III
Spinthout: V
Kernhout: IV
Spinthout: V
Kernhout: III
Spinthout: V
Kernhout: II tot IV
België erkent de volgende duurzaamheidsklassen voor kernhout (spinthout valt altijd in klasse V):
Natuurlijke duurzaamheidsklasse I: zeer duurzaam (meer dan 25 jaar*);
Natuurlijke duurzaamheidsklasse II: duurzaam (15 tot 25 jaar*);
Natuurlijke duurzaamheidsklasse III: gemiddeld duurzaam (10 tot 15 jaar*);
Natuurlijke duurzaamheidsklasse IV: weinig duurzaam (5 tot 10 jaar*);
Natuurlijke duurzaamheidsklasse V: zeer weinig duurzaam (minder dan 5 jaar*)
We wijzen erop dat deze waarden zijn gebaseerd op een paal die in de grond is ingegraven: de houten structuurelementen boven de grond en niet blootgesteld aan de weersomstandigheden behoeven niet in de duurzaamheidsklasse I of II te vallen.
(*) Gegevens afkomstig uit de NIBE-classificatie, geraadpleegd in juli 2013. Het NIBE stelt eveneens een evaluatie voor, per gebouwtype en -formaat, van "gemengde" structuren (bijv. betonnen draagmuren in combinatie met vloeren met een houten structuur). Raadpleeg NIBE
Onderstaande tabel geeft voor alle houten structuurproducttypen die op de markt beschikbaar zijn de gebruikelijke formaten, het gebruik en de voor- en nadelen weer. Binnen een en hetzelfde gebouw kunnen uiteraard meerdere soorten houten structuurelementen worden gebruikt.
Rond hout is gehakt hout of knuppel- of bolvormig hout voorafgaand aan de eerste industriële bewerking.
Er bestaat geen Europese norm over de klassering van rond hout.
Stukken hou verkregen op basis van rond hout, door doorzaging in de lengte. Die verzagingen kunnen meerdere achtereenvolgende stappen volgen om de gewenste afmetingen te bekomen.
Structuurhout met rechthoekige doorsnee en met meerdere verbindingen aan elkaar verbonden (vastlijmen van de uiteinden), gelijmd.
De meest gebruikte houtdoorsneden die in zagerijen worden geproduceerd, zijn opgenomen in onderstaande tabel.
Breedte: 40 tot 140 mm
Hoogte: 60 tot 240 mm
Lengte: tot 15m
Gebruik
Palen
Houten geraamte
Palen en balken
Balken
Vloer
Dak
Balken
Gelamineerde stroken
I-vormige geraamtes met balken
Daksparren
Voordelen
Geen of zeer weinig afval (geen industriële transformatie van de grondstof)
De vezels zijn volledig behouden en indien de nervatuur is gerespecteerd, bezit rond hout een zeer grote mate van mechanische weerstand, met name bij compressie.
Zeer grote keuze aan doorsneden en lengtematen, waardoor het element heem precies kan worden gekozen en materiaalverspilling kan worden vermeden
Eenvoudig te verzagen en toe te passen (ook bij zelfbouw)
Mechanische assemblage Mogelijkheid om met standaardformaten en met op in de werkplaats op maat gezaagde elementen te werken
Eenvoudig te demonteren
Grote reikwijdte mogelijk
Prefabricage
Materiaalbesparing
Mogelijkheid om met standaardformaten en met op in de werkplaats op maat gezaagde elementen te werken
Nadelen
Er bestaat geen Europese norm over de klassering van rond hout.
Toepassing beperkt tot palen
Beperkte lengte
Voor naaldhout (de soorten die voor structurele functies worden gebruikt) is het verzagingsrendement maximaal 60%. De resterende 40% is (valoriseerbaar) afval.
Voor grote reikwijdten moet gebruik worden gemaakt van gelijmd, vernageld of gelamineerd hout
Realisatie met lijm
Veel voorkomende afmetingen van zaaghout
De vermelde afmetingen hebben betrekking op ruw hout, behalve bij houten geraamtes: die zijn geschaafd en afgeschuind
Informatiebronnen: "Bois – guide pour le bon usage", (2012), Hout Info Bois YYY
Lineaire elementen, gevormd door het verlijmen van dikke houten stroken, al dan niet met elkaar verbonden.
De elementen bestaan uit 2 tot 5 lagen met een dikte van 45 tot 80 mm.
Gebruikte soorten: vuren, douglasspar, grenen, lork en spar.
Elementen bestaande uit geraamtes van vurenhouten stroken (elk 3 mm dik) en een kern van 3 lagen OSB (elk 10 mm dik).
De geraamten worden op de kern gedrukt na toepassing van fenollijm, gevolgd door thermische harding.
Gebruikelijke afmetingen
Maximale doorsnee: 260 x 320 mm
Lengte: in theorie oneindig
Beschikbare hoogten: 200, 220, 240, 300, 360 en 400 mm.
Breedte: 39 mm
De standaardlengten zijn 12 en 14 m
Gebruik
Gestapeld hout
Houten geraamte
Palen en balken
Palen
Balken
Vloer
Grote reikwijdte
Structuur
Dak
Vloer
Voordelen
Zeer grote reikwijdte mogelijk: interessante, materiaalbesparende oplossing (beperking van het aantal tussensteunelementen)
Dankzij het beperkte aantal benodigde steunelementen kunnen met deze elementen open ruimtes worden gecreëerd die zeer flexibel kunnen worden ingericht
Hoge dimensionele en mechanische stabiliteit
Eenvoudig te verzagen met aangepaste zaagtoestellen
Voor I-vormige balken: Veel materiaalbesparing en gebruik van producten uit de subkanalen (zeer kleine hoeveelheid nieuw hout gebruikt en gebruik van gerecupereerde grondstoffen aan het einde van de fabricageketen van producten van nieuw hout).
Nadelen
Behalve bij beperkte lengte is een heftoestel nodig voor de plaatsing.
Behalve bij beperkte lengte is een heftoestel nodig voor de plaatsing.
Aanwezigheid van lijm: ga de samenstelling na en zie toe op de luchtkwaliteit in de vertrekken waarin deze elementen bloot liggen (vooral in kleine volumes)
Informatiebronnen: "Bois – guide pour le bon usage", (2012), Hout Info Bois en fabrikanten
Houten structuurelementen (vervlog)
Gelamineerd hout
Massieve panelen met gekruiste lagen (gelijmd of genageld)
Samengesteld uit onderling gelijmde of genagelde planken die onder rechte hoek met elkaar gekruist zijn.
De panelen bestaan uit 3, 5 of 7 lagen massief houten planken.
Gebruikelijke afmetingen
Breedte: 60 tot 210 mm
Hoogte: 100 tot 200 mm
Lengte: tot 150m
Dikte: 50 tot 800 mm
Breedte: 62,5 tot 480 cm
Lengte: tot 24 m
Gebruik
Balken met variabele doorsnee en inertie (inclusief bogen en poorten)
Grote reikwijdte
Structuur
Dak
Vloer
Voordelen
Zeer grote reikwijdte mogelijk: interessante, materiaalbesparende oplossing (beperking van het aantal tussensteunelementen)
Dankzij het beperkte aantal benodigde steunelementen kunnen met deze elementen open ruimtes worden gecreëerd die zeer flexibel kunnen worden ingericht
Hoge dimensionele en mechanische stabiliteit
Eenvoudig te verzagen met aangepaste zaagtoestellen
Dankzij de gekruiste lagen biedt dit product sterke mechanische prestaties door de verdeling van de last over de hele structuur.
Algemeen geprefabriceerd en in de werkplaats verzaagd op basis van digitale uitvoeringsplannen. Grote mate van precisie mogelijk
Snelle uitvoering
Bruikbaar voor grote en hoge gebouwen (een volledig uit deze elementen gerealiseerde structuur is mogelijk).
Nadelen
Behalve bij beperkte lengte is een heftoestel nodig voor de plaatsing.
Aanwezigheid van lijm: ga de samenstelling na en zie toe op de luchtkwaliteit in de vertrekken waarin deze elementen bloot liggen (vooral in kleine volumes)
Dure oplossing, rendabel voor middelgrote en grote gebouwen
Vereist een zeer precieze voorbereiding van het uitvoeringsdossier (met inbegrip van de precieze lokalisatie van alle boorgaten en leidingen): aanpassing van de elementen op de werf zou de voordelen van de prefabricage teniet doen
Informatiebronnen: "Bois – guide pour le bon usage", (2012), Hout Info Bois en fabrikanten
Capaciteit van een structuur om voldoende weerstand te bieden aan alle lasten die ze moet dragen. Bij het ontwerp van een structuur moet daarom rekening worden gehouden met alle druk die zich kan voordoen.
Milieubalans
Analytische en systematische aanpak, die rekening houdt met de relaties tussen de verschillende elementen, hun onderlinge effecten en hun compensatoire, synergetische en tegenstrijdige effecten. Het betreft met name de vermindering van de directe en indirecte impact op het milieu.
Compressie
Mechanische belasting, equivalent aan de actie van een kracht die een druk uitoefent op elk uiteinde van een cilinder of een rechte balk
Hergebruik
Elke handeling waarbij producten of componenten die geen afvalstoffen zijn, opnieuw worden gebruikt voor hetzelfde doel als dat waarvoor ze bedoeld waren. Hergebruik kan de selectie, controle, reiniging, reparatie, relooking en redesign van producten en bestanddelen van producten omvatten, d.w.z. elke handeling die op producten of bestanddelen uitgevoerd wordt met het oog op hun hergebruik door hun bezitter of koper.
Elke nuttige toepassing waardoor afvalstoffen opnieuw worden bewerkt tot producten, materialen of stoffen voor hun oorspronkelijke doel of voor een ander doel. Dit omvat het opnieuw bewerken van organisch afval, maar het omvat niet de energieterugwinning, noch het opnieuw bewerken tot materialen die bestemd zijn om te worden gebruikt als brandstof of als opvulmateriaal. Deze toepassingen houden een structurele (fysische of chemische) wijziging van het materiaal in. Recyclage kan verschillende voorbehandelingsacties omvatten, zoals ontmanteling.
PEFC
Wereldwijd certificatiesysteem dat de garantie biedt voor duurzaam bosbeheer.
Label dat een verantwoord beheer garandeert van de bossen waarvan het hout afkomstig is. De FSC-certificering heeft betrekking op het bosgebied en op de controle van de bedrijven in elke fase van de transformatie en de verkoop van het gecertificeerde eindproduct. De beoordelingscriteria zijn sociaal, ecologisch en economisch. Een externe controle wordt uitgevoerd door organisaties die zijn geaccrediteerd door Accreditation Services International (ASI)
De beoordelingscriteria zijn sociaal, ecologisch en economisch. Een externe controle wordt uitgevoerd door organisaties die zijn geaccrediteerd door Accreditation Services International (ASI).