Bouwen met vlas, riet,
stro, wieren, bamboe
en olifantsgra
s

door Willem Böttger
Lector Biobased Bouwen bij het Centre of Expertise Biobased Econo
my

Eeuwen geleden leefde de mens sober, gebruikmakend van energiebronnen als hout en veen om het huis te verwarmen en dierlijke oliën om licht te krijgen. De huizen waren gemaakt van steen, hout, leem en geïsoleerd met plaggen, stro en wol.

Met de actieve winning van steenkool en later aardolie en gas, zijn de levensomstandigheden sterk verbeterd. De goedkope fossiele energiebronnen hebben er ook voor gezorgd dat we bijzondere materialen hebben ontwikkeld, zoals minerale wol als isolatiemateriaal en carboncomposieten voor sterke en lichte constructies. De keerzijde is dat de economische groei, gebaseerd op het stijgend gebruik aan fossiele brandstoffen, synoniem is geworden aan opwarming van de aarde, uitputting van schaarse aardmaterialen en een toenemende milieuvervuiling.
Om de klimaatverandering tegen te gaan worden nu gebouwen geïsoleerd, maar met isolatiematerialen die heel veel energie vergen om te produceren, waardoor het klimaat eerder meer belast wordt dan minder. Én door het isoleren wordt het binnenklimaat in de woning steeds slechter. Dat terwijl we veel meer binnen leven dan in vroeger tijden.


Impact voor de bouw

Als we een bouwproduct of een heel huis willen ontwerpen hebben we te maken met eigenschappen en randvoorwaarden vanuit productie, materiaal, ontwerp en markt. Als we een brug nodig hebben en we hebben hout voor handen, dan ontwerpen we een andere brug dan als we stenen beschikbaar hebben. Als we hout hebben maar geen zaag ontwerpen we een andere brug, dan als we wel een zaag hebben. Materiaal, productietechnieken en ontwerp beïnvloeden elkaar, geven elkaar vrijheidsgraden en beperkingen.

Door met biobased materialen aan de slag te gaan, kunnen en moeten productietechnieken, ontwerp en de markt innoveren.

Dit betekent een brede aanpak van het lectoraat en nauwe samenwerking met andere lectoraten, hogescholen en universiteiten. Historisch tekende een architect een gebouw en zocht de aannemer materiaal om te bouwen. Nu materialen en een circulair proces belangrijker worden, veranderen de rollen van architecten, aannemers en producenten. Ze moeten meer van elkaars vakgebied leren om tot een optimaal resultaat te komen. De docenten en studenten van HZ moeten meegaan in deze veranderende rol.


Materiaalkeuze

Het lectoraat focust op lokale Zeeuwse en West-Brabantse grondstoffen:

  • Bio-composieten zijn opgebouwd uit natuurlijke vezels als vlas en hennep, gecombineerd met een (gedeeltelijk) biologische hars. Samen vormen zij een sterk, stijf en licht constructiemateriaal.
  • Tijdens de groei van schimmels op vezelige en voedzame restmaterialen uit de landbouw wordt een dicht netwerk van mycelium gevormd. Afhankelijk van de soort mycelium, vezels en voedsel en de druk, kunnen de materialen hard zijn, maar ook rubberachtig.
  • Met kalkhennep, een mengsel van kalk en de houtige delen van de hennepsteel (de scheven) worden buitenmuren, wanden en zelfs daken geïsoleerd. Kalkhennep heeft een vochtregulerende werking, waardoor een comfortabel en gezond binnenklimaat ontstaat.
  • Vlas, riet, stro, wieren, bamboe en olifantsgras zijn lokale, isolerende, vochtregulerende en duurzame producten, met een eigen marktdynamiek. Het lectoraat onderzoekt lokaal geproduceerde bamboe.

Circulaire biobased economie

Om de groei in gebruik van fossiele brandstoffen en schaarse aardmaterialen, de klimaatverandering en de milieuvervuiling (binnenshuis en buitenshuis) om te buigen, heeft de overheid besloten om tot aan het jaar 2050 een circulaire biobased economie te ontwikkelen.

In dit kader is het lectoraat Biobased Bouwen opgericht. Het lectoraat is onderdeel van het Centre of Expertise Biobased Economy, een samenwerking tussen Avans Hogeschool en de HZ.

Toegevoegde waarde
Op zich is de eigenschap ‘biobased’ geen sleutel tot succes. Naast geclaimde milieuvoordelen zijn ook technische en economische voordelen nodig om conventionele bouwmaterialen te vervangen. We vatten deze voordelen samen onder het begrip toegevoegde waarde. We onderscheiden zes vormen van toegevoegde waarde.
1. Sterk, stijf en licht
Biobased materialen hebben van nature een lage dichtheid. Hierdoor kun je met sterke en stijve materialen zoals bamboe, hout en vlascomposiet lichte constructies maken. Dit maakt bio-composieten een interessant materiaal voor lichtgewicht bruggen en voertuigen.
2. Trillings- en geluidsdemping
Uit onderzoek van de Universiteit Gent¹ blijkt dat vlascomposiet een zeven keer sterkere trillingsabsorptie heeft dan koolstofcomposiet. Uit onderzoek van het lectoraat blijkt dat biobased materialen een betere geluidsabsorptie hebben dan veel conventionele.
3. Antibacterieel
Uit diverse studies² ³ blijkt dat sommige biobased materialen, zoals hout en hennep, een antibacteriële werking hebben. Dit kan van toegevoegde waarde zijn bij het minimaliseren van ziekteoverdracht via bijvoorbeeld de handvatten van deuren.
4. Thermohygrisch: warmte en vocht absorberend
Biobased materialen worden in een damp-openisolatiesysteem toegepast die de luchtvochtigheid van het binnenklimaat reguleert. Dit heeft voordelen als het gaat om comfort, het voorkomen van condens- en schimmelvorming en de levensduur van de constructie.
5. Milieubelasting
Biobased materialen hebben een zeer lage CO2-voetafdruk. Tot nu toe richt de overheid zich op energiebesparing tijdens de gebruiksfase van een gebouw, maar door de ook productie-energie van de materialen te minimaliseren kan echt een stap gezet worden.
6. Eigenzinnig, vormvrij, natuurlijke uitstraling
Bij biobased materialen zijn vaak andere productieprocessen en verwerkingsmethoden van toepassing dan bij de traditionele materialen. Hierdoor ontstaat er ook ruimte voor nieuwe architectonische vormen en uitstraling.

Referenties:
1) Study of the damping and vibration behavior of flax-carbon composite bicycle racing frames, Joachim Vanwalleghem, Werktuigkunde-Elektrotechniek, 2010 Universiteit Gent.
2) Sur
vival of extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli on thirteen different biobased materials, an in vitro experiment, Stefan Rentier, Amphia Hospital Molengracht Breda | Laboratory for Microbiology and Infection Control Augustus 2016, Avans Hogeschool.
3) Antibacterial Properties of Hemp and Other Natural Fibre Plants: A Review. B. A. Khan, P. Warner and H. Wang. 2, Toowoomba : BioResources, 2014, Vo
l. 9

Beeld: Orio Architecten, Ulrike Böttch
er