MAT02 - Bois_top

Voorziening | Houten structuurelementen

Houten structuurelementen

© Unkas Photo / Shutterstock.com

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 tabel – " Houten structuurelementen " – de verschillende categorieën houten structuurelementen die op de markt beschikbaar zijn.

Binnen een en hetzelfde gebouw kunnen uiteraard meerdere soorten houten structuurelementen worden gebruikt. Zie "Specifieke uitvoering".

Hout als structuurmateriaal

Beschrijving
  • 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.
Milieubalans (*)

Verticale structuurelementen:

  • 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.
Plaatsing
  • Zie onder "Specifieke uitvoering".
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

LoofbomenNaaldbomen
EikKastanjeDouglassparVurenLorkGrenen
image37.jpegimage38.jpegimage39.jpegimage40.jpegimage41.jpegimage42.jpeg
Volumieke massa [kg/m³]650 tot 760640510460580500
Dimensionale stabiliteitWeinig tot matig stabielGemiddeld GemiddeldGemiddeldGemiddeldGemiddeld
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.

Flexieweerstand

[N/mm²]

957381718079

Goede drukweerstand

[N/mm²]

504540454147
Afschuifdruk8,49,19,46,510,47,5

(*) 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 http://www.nibe.info

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.

Houten structuurelementen

Rond houtZaaghoutOnderling verbonden massief hout

image43.jpeg

Bron: http://www.huetbois.be

image44.jpeg

Bron: bilderholz.com (offline)

image45.jpeg

Bron: http://www.ihb.de

Beschrijving
  • 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.
  • Gebruikte soorten: vuren, grenen, douglasspar, lork, spar (naaldhout).
Gebruikelijke afmetingen
  • Diameter: 8 tot 20 cm
  • Lengte: tot 6 m
  • 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
Plaatsing
  • Zie onder "Specifieke uitvoering".

Veel voorkomende afmetingen van zaaghout

De vermelde afmetingen hebben betrekking op ruw hout, behalve bij houten geraamtes: die zijn geschaafd en afgeschuind

image46.jpeg

Informatiebronnen: "Bois – guide pour le bon usage", (2012), Hout Info Bois YYY

Houten structuurelementen (vervolg)

Gereconstitueerd of gelijmd massief houtI-vormige balken

image47.jpeg

Bron: http://www.gipeblor.com

image48.jpeg

Bron: jonckheerewood.be

Beschrijving
  • 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)
Plaatsing
  • Zie onder "Specifieke uitvoering".

Informatiebronnen: "Bois – guide pour le bon usage", (2012), Hout Info Bois en fabrikanten

Houten structuurelementen (vervlog)

Gelamineerd houtMassieve panelen met gekruiste lagen (gelijmd of genageld)

image49.jpeg

Bron: http://www.ageka.fr

image50.jpeg

Bron: http://www.cre-habitat.be

Beschrijving
  • Structuurelement, gevormd door de bevestiging en verlijming van houten stroken met een dikte van 45 mm of minder, met parallelle nervatuur.
  • De massief houten lamellen zijn van identieke of verschillende mechanische klasse.
  • Het lijmgehalte is minder dan 3% per m³.
  • Gebruikte soorten: spar, vuren, grenen, douglasspar, lork, eik, kastanje.
  • 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
Plaatsing
  • Zie onder "Specifieke uitvoering".

Informatiebronnen: "Bois – guide pour le bon usage", (2012), Hout Info Bois en fabrikanten

bijgewerkt op 01/01/2013

Code n° : G_MAT02 - Thema's : Materiaal - Andere thema's : Werf | Afval | Thermische inertie | Thermische isolatie - Gerelateerde project components : Buitenwand | Binnenwand | Houtenskelet | Vloerplaat | Dak