Onderzoek naar bouwen met hout
Wat kunnen architecten doen om bij te dragen aan het minimaliseren van de gevolgen van de klimaatverandering die ontstaat door de uitstoting van broeikasgassen? Natuurlijk door in hun ontwerpen te letten op isolatie, hernieuwbare energie en kansen op hergebruik. Maar de grootste CO2 uitstoot van het bouwen zit in de productie van de gebruikte materialen. Beton en staal zijn veelzijdige en snel te maken bouwmaterialen, maar ze gaan gepaard met een relatief grote CO2-uitstoot. Er is echter een bouwmateriaal dat zichzelf produceert en bovendien CO2 uit de atmosfeer haalt: hout. Het heeft weliswaar beperkte constructieve eigenschappen en een grotere onderhoudsvraag, maar het is licht, veelzijdig en goed te combineren met andere materialen en vrijwel CO2 neutraal en recyclebaar.
Misschien is het dus tijd om onze kennis van het bouwen met hout een grondige update te geven. Welke mogelijkheden biedt de combinatie van hout, moderne technologie en hedendaags ontwerp eigenlijk? De uitvraag naar ontwerpen voor de spoorbrug bij Tangenvika in Noorwegen leek architectenbureau ZJA een uitstekende gelegenheid dat onderzoek te doen.
Een spoorbrug in Noorwegen
In Noorwegen is men bezig de spoorverbindingen tussen Oslo en andere steden ingrijpend te verbeteren. Onderdeel van het z.g.n. Intercity Project is de uitbreiding naar dubbelspoor voor hogesnelheidstreinen van de lijn Oslo-Lillehammer en het substantieel bekorten van het traject. Daarvoor is een 3 kilometer lange tunnel en de langste spoorbrug van het land nodig. Bij het dorp Espa aan de oever van het Mjøsa meer, een van de grootste Noorse meren, is een brug gepland die meer dan een kilometer over de baai bij het schiereiland Tangenvika voert.
Samen met Iv-Consult voerde ZJA een onderzoek uit naar de mogelijkheden en beperkingen van zo’n brug, met twintig overspanningen van 50 meter en twee van 35, als die zou zijn uitgevoerd met een zelfdragende constructie van hout op betonnen kolommen. Iv-Consult deed een grondige technische studie. Vervolgens werden vijf verschillende ontwerpen naast elkaar gezet en vergeleken.
Gelamineerd hout
Tegenwoordig zijn er voor architecten veel meer opties dan alleen het hout dat direct van boomstammen te zagen is. Gelamineerd hout heeft aanzienlijk betere constructieve en voorspelbare eigenschappen, is sterker en kan ook in bogen gevormd worden. Door met gelamineerd hout te werken kan de gewenste eigenschap, vorm en afmeting worden bepaald. Hiermee zijn bouwdelen te maken die tot een groter geheel kunnen worden samengesteld. Vuren en grenen zijn de houtsoorten die ter plekke in Noorwegen voorhanden zijn en die door hun prijs-kwaliteit verhouding het meest in aanmerking komen. Voor sommige ontwerpen is een combinatie met hoogwaardigere houtsoorten en stalen versterkingen noodzakelijk, andere type ontwerpen vereisen meer volume aan hout.
De boogbrug
Het technisch onderzoek vergeleek de doorlopende en in losse brugdelen geconstrueerde ontwerpen en keek naar deels holle, massieve en uit open balkconstructies bestaande varianten. De beste, minst dure, sterke en aantrekkelijkste bleven over. Uit de laatste vier overgebleven varianten koos ZJA er eentje om verder onderzoek aan te doen. Het gekozen ontwerp is een boogbrug van gelamineerde en gebogen balken, die speciaal ontworpen ruitvormige betonnen kolommen vereist, om de krachten te verdelen. Een voordeel van dit ontwerp is dat het grotendeels elders geprefabriceerd kan worden. De verhouding tussen beton en hout, tussen de rechte en gebogen lijnen en de relatie tussen brug en landschap lijken in dit ontwerp de meeste harmonie te bezitten. Het langwerpige en robuuste van de kolommen en het ritme van de relatief lange houten bogen over het water van de baai, leveren een passende toevoeging aan de omgeving van de baai.
Verder onderzoek
Het onderzoek aan de ontwerpen roept nog veel vragen op. Die gaan over het volume van het gebruikte materiaal, over wat er te prefabriceren is en of er toch nog stalen detaillering nodig is om bepaalde brugdelen sterk genoeg te maken. Het onderzoek van ZJA naar het bouwen met hout gaat verder en vraagt verder. Welk ontwerp is het meest duurzaam? Hoeveel eisen stelt het onderhoud in het ruige Noorse klimaat? Welke variant is sterk en betaalbaar en biedt toch de meeste mogelijkheden voor interessante vormgeving? En welk ontwerp is daar, in die baai in Noorwegen, in dat landschap met die geschiedenis, het mooist?
Architect: ZJA
Ingenieursbureau: IV-Consult
Ontwerp: 2020
Project: #1183
