bouwen met natuurlijke materialen VITRINE foToMIIIARchITEcTEN Het alternatieve circuit ontgroeid 9 Vitrine Vitrine Het alternatieve circuit ontgroeid Hajo Schilperoort zien. In Nederland wordt hij niet toegepast omdat constructeurs en toezicht- houders er vooralsnog niet mee uit de voeten kunnen, al zijn er wereldwijd honderden gebouwen mee gerealiseerd zonder enig constructief probleem. niet-dragend In Europa wordt meestal een houten skelet gebouwd met daartussen niet- dragende balen. het stro wordt dan enkel als isolatiemateriaal en invulling gebruikt. Deze methode wordt ook wel post and beam genoemd. hij heeft een aantal voordelen. Zo kan eerst het dak worden gebouwd, zodat de strobalen tijdens de bouw tegen regen beschermd zijn, wat in ons klimaat geen overbodige voorzorg is. Anders dan bij dragend stro biedt het hout- skelet alle vrijheid om ramen en deuren te plaatsen, hoger te bouwen en belastingen ongelijkmatig over wanden af te dragen. In Belgi? worden in plaats van houtskeletbouw vaak grotere houten spanten gebruikt, met Er zijn twee bouwwijzen te onderscheiden (met daarbinnen uiteraard nog allerlei varianten): dragend en niet-dragend stro. Vooral in Engeland wordt nog steeds gebouwd volgens de oorspronkelijke `Nebraska'-stijl, ge- noemd naar de plek waar strobouw ontstaan is. het Burke house (1903) en de holiness Pilgrim church (1928) in Nebraska behoren tot de eerste gebouwen waarbij strobalenwanden dragend zijn toegepast. Beide bouw- werken bevinden zich na al die tijd nog in goede staat. Dragend Bij deze dragende bouwwijze worden de balen gestapeld en met houten-/bamboepennen aan weerszijden (op de hoeken door de balen heen) gekoppeld. Vervolgens wordt het geheel onder spanning gebracht door de voetplaat en muurplaat (ringbalk) aan de onder- en bovenzijde met spanbanden naar elkaar toe te trekken. op deze wanden wordt het dak geplaatst. De belasting wordt gelijkmatig over de wanden verdeeld om zettingsverschillen te voorkomen. het gewicht van het dak zorgt voor extra stabiliteit. Kozijnen steunen af op de fundering of `zweven' in de strowand. Lateien zijn hierbij niet nodig; de ringbalk neemt die functie over. Wanden worden aan beide zijden gepleisterd. Essentieel, ook bij de niet-dragende bouwwijze, is dat het pleisterwerk goed hecht aan de strobalen en een goede sandwich vormt. het geheel functioneert constructief gezien als een ei: een dunne harde schil (pleisterwerk) neemt druk op, een dun membraan (stucnet) de trek en een zachte massa aan de binnenzijde (strobalen) is hiermee verbonden en kop- pelt met de voetplaat en muurplaat een en ander aan elkaar. Dit is een snelle, goedkope manier van bouwen, waarbij bovendien de bosbouw wordt ont- Bouwen met stro mag zich verheugen in een groeiende belangstelling. De methode raakte na de oorlog in de vergetelheid, maar maakt sinds de jaren tachtig wereldwijd een revival door. Stro wordt vaak gecombineerd met een houten draagconstructie en leempleister. Deze natuurlijke materialen hebben superieure milieuscores en leveren eveneens voorbeeldige energetische en bouwfysische prestaties. Vooroordelen over vocht, brand en insecten lijken verder ongegrond. Een verkenning van een bouwwijze die het `alternatieve' circuit ontgroeit, en een gesprek met stroaannemer en bestuurslid van Vereniging Strobouw Nederland, Ren? Dalmeijer. Een woonhuis in het Duitse Langenau, ontworpen door Atelier Werner Schmidt uit Tun, Zwitserland foToATELIERWERNERSchMIDT Het alternatieve circuit ontgroeid 10 Vitrine daartussen de strobalen niet-dragend geplaatst, op hun kant, verankerd en onder grote druk (met krikken) onder spanning gebracht, zodat een stevige wand ontstaat. Prefabricage Strobouw volgens de post and beam-methode leent zich ook goed voor prefabricage. Dalmeijer: "Ik werk zelf veel met verdiepingshoge panelen met een breedte tot 6 meter. Ze zijn aan de buitenkant afgewerkt met houten geveldelen, bevestigd op een houtvezelplaat voor de stabiliteit. Aan de binnenkant werk ik het stro af met leem. het stucwerk doe ik op de bouw om scheurvorming te voorkomen en het gewicht van de elementen beperkt te houden, maar eventueel zou een eerste dunne hechtlaag van leemstuc ook alvast prefab kunnen worden aangebracht." Strobouwers henk Schuring en Michel Post gaan uit van smalle panelen, waarbij een constructieve plaat fermacell aan de binnenzijde is geplaatst. het stro wordt op de bouwplaats van buitenaf in de elementen geplaatst en met leem gepleisterd. Door de plaat binnen te plaatsen, ontstaat een relatief dampdichte wand. Dirk Scharmer, oprichter van fASBA in Duits- land, perst de balen onder grote druk, kierloos en `op zijn kant' in een verdiepingshoog frame. Beide zijden zijn open en worden afgewerkt met een basislaag leem. Ramen en deuren worden tussen de modules ge- plaatst om zo min mogelijk koudebruggen te vormen. het Engelse bedrijf Modcell tot slot, levert prefab wanden van stro. De panelen zijn luchtdicht opgebouwd met houten I-liggers, zodat de koudebruggen tot een mini- mum beperkt worden. "Stro is een natuurproduct, maar leent zich ook prima voor een industrieel bouwproces", aldus Dalmeijer. balen Strobalen moeten met zorg worden geselecteerd en gekeurd voordat ze in een wand worden verwerkt. Een geschikte baal heeft kunststof koorden die niet vervallen. hij is hoekig, goed van vorm en min of meer aansluitend in verband te leggen. hij is stevig en vormvast. Niet-dragende balen wegen >90 kg/m3, dragende balen >110 kg/m3. Ze blijven stevig als je erop gaat staan, in vorm als je erop heen en weer beweegt en buigen niet teveel door als je ze aan een koord oppakt. De gemiddelde strohalmlengte moet >25 cm zijn, kruimige balen hebben te weinig consistentie en zijn niet ge- schikt. De balen zijn voedselarm en bevatten geen onkruid of bijgewassen. Stro wordt vaak verward met hooi, maar hooi is de halm inclusief het graan. Stro is enkel de stengel die overblijft bij de oogst; het is een bijproduct van onze voedselproductie. Tegelijkertijd zal het voor de biologisch-ecologische bouwer van belang zijn of er pesticiden en kunstmest zijn gebruikt. het allerbelangrijkste criterium is tot slot dat de balen niet vochtig mogen zijn of zijn geweest. Dalmeijer: "Strobalen die ooit vochtig zijn geweest, hebben grijze of zwarte vlekken en ruiken muf. Goede balen zijn goudgeel. het vochtgehalte mag niet meer dan 20 procent bedragen, alhoewel er voorbeelden zijn van balen die 30 procent vocht bevatten en toch zonder problemen zijn gebruikt. Dat hangt sterk van de omstandigheden af. De balen die in Nederland beschikbaar zijn, zitten meestal onder de 15 pro- cent. Er is in de buurt altijd wel een boer te vinden die voor een paar euro per baal stro wil verkopen dat aan al deze criteria voldoet." Balen zijn er in zeer uiteenlopende maten, maar in Nederland komt onge- veer 50 bij ongeveer 100 bij ongeveer 35 ? 38 cm het meeste voor. het is aan te bevelen om bij het ontwerp uit te gaan van deze maten, want snij- den en opnieuw binden is volgens de kenners tijdrovend. Met name de hoogtemaat dient te worden aangehouden; de verdiepingshoogte moet bestaan uit een heel aantal lagen. Dalmeijer: "omdat de dikte soms als nadeel wordt ervaren, worden veel balen `op hun kant' verwerkt. Voor de isolatiewaarde van de wand maakt het niet veel uit. Wel hecht kalkpleister (buiten) soms beter op de uiteinden van stro dan op de lange zijden." Vocht "Veel mensen denken bij stro aan vochtproblemen", zegt Dalmeijer. "Stro zal inderdaad gaan schimmelen, en rotten, zoals elk organisch materiaal, maar dit enkel onder omstandigheden die je niet tegenkomt in een goed Strobalenhuis in het Engelse Bath. Het Engelse bedrijf Modcell levert prefab wanden van stro. De panelen zijn luchtdicht opgebouwd met houten l-liggers. foTo:NIcKDELVES-BRouGhToN Het alternatieve circuit ontgroeid 11 Vitrine gebouwde muur. Er is intact stro gevonden in Egyptische tombes en onder gletsjerijs. Stro schimmelt en rot niet, tenzij het langdurig wordt blootgesteld aan een grote vochtbelasting en/of niet goed kan uitdrogen. Schimmelgroei start pas bij een vochtgehalte van 30 tot 40 procent en bacteri?n beginnen pas bij een gehalte van 60 procent te groeien. het vochtgehalte van de balen die worden verwerkt mag maximaal 20 procent zijn, in Nederland overstijgt het vaak de 15 procent niet." (genoemde percentages zijn geme- ten ten opzichte van het droge gewicht van de balen, red.) Vochtopname bestaat uit ad- en absorptie. Adsorptie is de hechting van watermoleculen in dampvorm op het inwendig oppervlak van poreuze ma- terialen. Absorptie is de opname van `clusters' vloeibaar water in pori?n en scheurtjes door capillaire werking. Na adsorptie volgt verdere verzadiging met capillaire opzuiging. Boven een relatieve vochtigheid van circa 80 pro- cent is geadsorbeerd waterdamp zo losjes gehecht, dat het beschikbaar komt voor schimmelgroei en corrosie. onderzoek heeft echter aangetoond dat schimmelgroei pas na vele maanden begint. En corrosie heeft naast een relatieve vochtigheid van 90 procent ook een temperatuur van boven 15?c nodig over een periode van enkele maanden. Schade door vorst- dooi vereist tot slot volledige capillaire verzadiging. bronnen De bronnen van vocht zijn in volgorde van grootte: directe waterbelasting door (opspattende) regen, een lek in het dak, lekkende leidingen, schoon- maakwater en scheuren en naden. Dan de indringing van vochtige lucht via scheuren, kieren en naden, gevolgd door capillaire opzuiging door pleisterwerk en door de fundering. Tot slot door diffusie via pleisterwerk of via de fundering. Met een goed bouwkundig ontwerp en een goede detaillering kunnen deze bronnen van vocht onschadelijk worden gemaakt. Zo kan regen op de gevel beperkt worden door overstekken, een goede afwatering en/of een waterkerende gevelafwerking, zoals een houten betimmering. ook de gebouwvorm en de ori?ntatie ten opzichte van zon, wind, bomen en an- dere gebouwen kunnen worden ingezet. opspattend regenwater en schoonmaakwater wordt met grind voorkomen en binnen en buiten met een verhoogde plint. Leidingen worden enkel in mantels doorgevoerd en niet in de strobalen wand geplaatst. De waterbelasting is dan geminimali- seerd. Dan komt het op luchtdichtheid aan om de toevoer van damp door vochtige lucht tegen te gaan. het pleisterwerk vervult deze rol. het dient elastisch en zonder scheuren te zijn. Kieren en naden moeten worden tegengegaan. Aansluitingen op pleisterwerk dienen zo uitgevoerd te zijn dat een knik in het aansluitvlak ontstaat. ondanks alle zorg zal er nooit 100 procent luchtdichtheid zijn. Daarom is het nodig om de vochtigheid in de ruimte binnen laag te houden door te ventileren. ook de van bin- nen aangebrachte leemlaag helpt sterk bij het stabiliseren van de vocht- balans. capillaire opzuiging kan worden voorkomen met de juiste details Dragende strobalenconstructie volgens de traditionele Nebraska-stijl in een speeltuin in Ithaca, New York. 12 Vitrine De leempleister kan verder tegen indringing van water in de muur worden beschermd (`gestabiliseerd') met een toeslag van een paar procent kalk, cement, gips, olie, hars of bitumen, maar het ecologische voordeel van opnieuw ter aarde bestellen (geen afval) komt daarmee te vervallen. Bij grote waterbelasting, zoals ook in badkamers en keukens, kan het stuc beter van een waterkerende maar dampopen coating, zoals silane of si- loxane, worden voorzien. lCa Wat men leem noemt, is feitelijk een mengsel van zand, klei en silt, waarbij laatstgenoemde fractie zich qua chemische samenstelling en qua korrel- grootte tussen zand en klei bevindt. het materiaal is als afzetting bij rivieren ruimschoots voorhanden. Rivierklei groeit binnen veertig jaar weer aan en is dan opnieuw te winnen. Leem is ook vaak verkrijgbaar als restproduct van de baksteenindustrie. De afgegraven toplaag is te kleiarm voor bak- steenfabricage (en ook voor landbouw overigens). op het Nationaal congres Bouwen met Leem toonde Michiel haas (Nibe, Tu Delft) LcA milieuscores van leemproducten ten opzichte van gangbare alternatieven. Die vergelijking valt zonder voorbehoud uit in het voordeel van leem, dat superieur scoort. Dit komt door de min of meer lokale win- ning (weinig transport). Verder is voor de productie, anders dan voor ce- ment, vrijwel geen energie nodig. En aan het einde van de levenscyclus kan leem simpelweg terug ter aarde worden besteld (geen afval). Een bui- tenspouwblad van leemsteen scoort acht keer beter dan baksteen. Idem voor het binnenspouwblad, maar dat ondervindt wat meer concurrentie, bijvoorbeeld van kalkzandsteenproducten. Leempleister belast het milieu vier keer (cement), zeseneenhalf keer (kalk), respectievelijk twaalf keer (gips) minder dan andere materialen. uit het onderzoek blijkt zelfs dat fSc-houtskeletbouw in combinatie met leem feitelijk de enige accepta- bele duurzame materiaalkeuze is voor de bouw, al is het natuurlijk maar de vraag of die bevinding zich in beleid zal vertalen. Stro is in dit onderzoek niet meegenomen, maar het is duidelijk dat de LcA scores daarvan zo mogelijk nog beter uit zullen vallen. ter plaatse van de fundering en toepassing van de juiste pleister. Dalmeijer: "Een gevaar zit in inwendige condensatie. Bij afkoelen van lucht neemt de capaciteit van die lucht om damp te dragen sterk af. Deze be- reikt dan zijn dauwpunt. condenseren geeft echter warmte af, die in een isolerend materiaal als stro niet weg kan, condens slaat daarom neer op het eerste koude niet-isolerende oppervlak dat het tegenkomt. Dat is bij koud weer de binnenkant van het buitenpleisterwerk. Echter, de opslagca- paciteit en de dampdoorlatendheid van zowel stro (?=2) als leempleister (?=6 ? 7) zijn vrij hoog; de wand lost het probleem met adsorptie op. Dat geldt niet voor koudebruggen en niet-hygroscopische materialen, zoals folies en ankers. Dat zijn de meest riskante plekken voor inwendige con- densatie. In strobouw komen dan ook geen folies voor en wordt zoveel mogelijk koudebrugvrij gebouwd." leem Stro wordt vaak in ??n adem met leem (`aarde') genoemd. Dat leem even- eens een duurzaam materiaal is, draagt daar zeker toe bij, maar wat leem echt onmisbaar maakt is de elasticiteit (geen scheurvorming), het dampo- pen karakter en zijn vochtregulerende eigenschappen. Leem werkt als smart membrane. het klei slaat water op en beschermt hout en strobalen door het aanwezige vocht te absorberen; het trekt dit vocht weg uit het hout en stro. Pleister zorgt er tevens voor dat de wand luchtdicht is, dat er geen vochtige lucht de wand binnendringt. En als de wand onverhoopt toch vochtig wordt, is leem dusdanig dampopen dat de wand via diffusie uit kan drogen, in ons klimaat afwisselend naar binnen en naar buiten of beide. Met name de dampopenheid naar buiten toe is cruciaal. Tot slot draagt leem met zijn dampopen werking bij aan een aangenaam binnen- klimaat, ventilatie blijft echter belangrijk. In Nederland wordt aan de buitenzijde echter vaak geen leem, maar kalk toegepast, omdat dit materiaal beter tegen water kan. Leem kan enkel buiten worden toegepast als de regenbelasting geminimaliseerd is door toepassing van dakoverstekken en/of voorzetgevels. onbeschermde leemstuc slijt of erodeert onder invloed van mechanische belasting (regen- inslag, vorst-dooi), alhoewel dat sterk afhankelijk is van de samenstelling. In Europa wordt meestal een houten skelet gebouwd met daartussen niet-dragende balen. Het stro wordt dan enkel als isolatiemateriaal en invulling gebruikt. Deze methode wordt ook wel post and beam genoemd. foToATELIERWERNERSchMIDT. Het alternatieve circuit ontgroeid Het alternatieve circuit ontgroeid 13 Vitrine Geluid Meer bouwfysica: is een wand van stro ook een goede isolator voor ge- luid? Een specialisme van Dalmeijer: "Strobouw scoort goed qua geluid- wering. De wand is te beschouwen als een gedempte holte (stro) die ge- sandwicht is tussen niet zo stijve membranen met relatief veel massa (pleister). Voor extra geluidwering in het lage bereik kunnen extra dikke pleisterlagen worden toegepast, en lossere strobalen leveren meer dem- ping dan gecomprimeerde balen. De prestatie wordt uiteraard sterk be?n- vloed door de detaillering en uitvoering. Kieren en holtes tussen strobalen onderling en tussen stro en hout moeten zorgvuldig worden gedicht met een stroleemmengsel of cellulose. Dat is ook belangrijk omwille van brand- doorslag, luchtdichtheid, thermische isolatie en hechting van het pleister- werk en moet dus sowieso gebeuren. Stijve koppelingen tussen binnen- en buitenpleister moeten voor een optimale geluidwering worden verme- den. In die uitvoering staat er een behoorlijk goede wand met waarden van 53 dB(A). hierbij moet wel worden aangetekend dat ramen en deuren vaak de zwakste schakel zijn, maar dat geldt ook voor alle overige bouw- wijzen." brand Gepleisterde strobalenwanden branden nauwelijks. De pleisterlaag blok- keert de toetreding van zuurstof en vormt bovendien een onbrandbare schil en hitteschild. Maar zelfs zonder pleister branden de strobalen nau- welijks. Ze zijn zodanig gecomprimeerd dat ze nauwelijks zuurstof bevat- ten. Bij blootstelling aan vuur smeulen ze totdat ze uit elkaar vallen, pas dan gaat `de hens erin' en is stro zeer brandbaar. uit tests in de VS blijkt dat een ongepleisterde wand 30 minuten brandwerend is, en een gepleis- terde wand 120 minuten. In Europa en in Nederland is een wand van stro energie Materiaal is ??n ding, maar hoe zit het met de energetische prestaties van deze bouwwijze? Dalmeijer: "Mijn ervaring is dat je met een gepleisterde strobalen wand een Rc-waarde van 5 ? 6 m2K/W kunt bereiken, afhanke- lijk van of je de baal liggend (breed) of staand (smal) plaatst. Er circuleren aparte -waarden gemeten loodrecht op en haaks aan de richting van de halmen, die met de ori?ntatie van de baal zou veranderen, maar dat is verwarrend, want in het hart van de baal liggen de strootjes alle kanten op en is van een dominante richting nauwelijks sprake. Dit is een uitstekende prestatie, zeker omdat het geen theoretische maar een feitelijk behaalde waarde betreft. hij wordt bovendien met zeer minimale materiaalkosten bereikt." "Stro scoort ook zo goed omdat er nog iets anders meespeelt", vervolgt Dalmeijer. "Een `puls' warmte heeft circa 12 uur nodig om door een stro- wand te trekken. De Rc-waarden die in een laboratorium zijn bepaald, gaan uit van een continu temperatuurverschil, en laten de schommelingen over een etmaal buiten beschouwing. Als een puls warmte `s nachts ver- trekt, komt hij echter pas `s middags aan en dan is het temperatuurverschil en het verlies veel minder groot. Deze traagheid werkt in het voordeel van de strobalenwand en verklaart ook waarom deze wand met een goede Rc vrijwel net zo goed is als een wand met een h?le goede Rc, van passief- huisniveau." De strobalenwand kenmerkt zich verder als lichte constructie met relatief weinig thermische massa, maar de pleisterlaag zit wel precies op de goe- de plek. ook bij beton geldt dat enkel de eerste of bovenste 8 cm meewer- ken in het stabiliseren van de binnentemperatuur over dag en nacht. Dik- ker en zwaarder bouwen dan dat voegt weinig toe. Kantoor van Leembouw Nederland, producent van Tierrafino leem- en tadelaktproducten. foToATELIERWERNERSchMIDT. 15 Vitrine acceptatie Nu de vooroordelen ongegrond blijken te zijn, betekent dat dan ook dat er geen hindernissen voor strobouw meer zijn? Levert strobouw problemen op bij de bouwaanvraag? onbekend maakt onbemind? Dalmeijer kan het tegendeel bevestigen: "Niet-dragende strobouw wordt in het algemeen door gemeenten met open armen ontvangen. Tot nu toe zijn vrijwel alle aanvragen gehonoreerd. Dit betekent echter niet dat zomaar ieder bouw- aanvraag wordt gegund. het is van groot belang dat hij goed wordt voor- bereid en dat de bouwwijze en het materiaal goed worden gedocumen- teerd met literatuur, tests en certificaten die ons ook vanuit andere landen ter beschikking staan. ook zijn ons geen problemen bekend met hypothe- ken en verzekeringen." "Er wordt ook gewerkt aan een European Technical Approval (ETA) voor stro", vervolgt Dalmeijer. Dirk Scharmer, de oprichter van fASBA (fachver- band Strohballenbau), werkt hieraan. Voor in Duitsland bezit fASBA al een bouwcertificaat. Dit houdt in dat de technische eigenschappen van een strobaal en de manier waarop een baal in een constructie wordt gebruikt, vast is komen te liggen. Dat zal de acceptatie aanzienlijk bevorderen in landen in oost-Europa en in Belgi?, waar strobouw enkel voor particulieren wordt toegestaan. het gevaar van een ETA is wel dat methodes die nu wel in Groot-Brittanni? zijn toegestaan, dan worden verboden. De Straw Bale Building code in de VS heeft veel voor de acceptatie betekend, maar had ook nadelen, omdat niet altijd de goede technieken tot standaard verhe- ven zijn en andere methodes ten onrechte werden uitgesloten. certifice- ring draagt er echter wel toe bij dat strobouw aantrekkelijker en toeganke- lijker wordt en het `alternatieve' imago achter zich kan laten." goed voor B90. Wel moet tijdens de bouw worden opgepast als er losse strootjes op de grond liggen en het pleisterwerk nog niet is aangebracht. ongedierte In het veld of in een schuur is een losse baal stro een ideale omgeving voor spinnen, insecten, muizen en ratten. Daarentegen zijn er bij Strobouw Ne- derland in het geheel g??n gevallen bekend van muizen in afgewerkte stro- balen wanden. Ze kunnen zich hier niet makkelijk in bewegen en het stro is te taai om doorheen te knagen voor de lage voedingswaarde die het heeft. Een strobalenwand is voor hen niet aantrekkelijk als voedsel of leef- omgeving. En insecten voeden zich met schimmels. Als er geen schim- melgroei is, is de wand voor hen evenmin interessant. bronnen ? Gernot Minke en Benjamin Krick ? Handbuch Strohballenbau ? Bruce King (redactie) e.a. - Design of Straw Bale Buildings Stro wordt vaak in combinatie met leemstuc gebruikt. foToNIcBELVES-BRouGhToN Strobouw scoort goed qua geluidwering. De wand is te beschouwen als een gedempte holte (stro) die gesandwicht is tussen niet zo stijve membranen met relatief veel massa (pleister). foToATELIERWERNERSchMIDT.