Met ons veranderende klimaat is het van belang dat we een klimaatbestendige architectuur ontwikkelen. Of beter dus een klimaat-veranderende-bestendige architectuur. Het ligt immers in de verwachting dat we meer last gaan krijgen van stormen, wind, orkanen en aardbevingen. Al zal het op de ene plek op aarde meer zijn dan op de andere. Ontwerpen en bouwen in een steeds onvoorspelbaarder klimaat vraagt om extra aandacht voor materiaal, opbouw en constructie. Houtbouw heeft de voordelen dat het vanuit zijn essentie daar antwoord op geeft. Hout heeft namelijk de eigenschap om voor een korte tijd hoge belastingen te kunnen weerstaan. Hout is elastisch, maar behoudt tegelijkertijd zijn sterkte.
Die eigenschappen zijn een logisch gevolg uit de evolutionaire ontwikkeling van bomen. De boom, c.q. hout, die bij de eerste windvlaag om knakt kan minder nakomelingen maken dan de boom die elastisch en tegelijkertijd sterk is. De meest efficiëntste boom overleeft. Dat vermogen is natuurlijk extra gunstig in gebieden met seismische activiteit en/of harde wind.
Hout geeft mee
Houtbouw gebouwen wegen minder dan gebouwen van beton en staal waardoor traagheidskrachten worden verminderd. Beton doet dat niet, dus die barst meteen bij bijvoorbeeld aardbevingen. Houten gebouwen kunnen horizontale spanningen, door aardbevingen, ontploffingen of stormen opvangen door mee te geven zonder te breken.
Los van het instortingsgevaar, zullen alle betonnen gebouwen na zulke gebeurtenissen gesloopt moeten worden, terwijl je houten gebouwen kan herstellen.
Afschuiven voorkomen
De wijze waarop houtbouwconstructies gemaakt worden heeft diverse voordelen, wat maakt dat de constructie meer krachten kan opvangen en verwerken. Zo heeft een houtbouwconstructie heel veel en diverse verbindingen, die overbodig lijken. Echter zorgen die ervoor dat het krachtenverloop zich via al deze verbindingen kan verspreiden. Daardoor wordt de kans op instorten door extreme krachten veel kleiner. Ook de dikte en stijfheid van de massieve houten elementen door het aantal en de grootte van de nagels maakt dat afschuiven door zijwaartse krachten weerstaan worden.
Je kunt denken: “het zal wel”, maar uit onderzoeken blijkt dat houtbouw bewezen voordelen heeft in seismische actieve gebieden:
San Leandro aardbeving in 1971: “De aardbeving trof commerciële gebouwen, ziekenhuizen en vele eengezinswoningen. Veel gemetselde gebouwen zijn ingestort of werden zwaar beschadigd en moesten gesloopt worden. Deze gebouwen leken solide. Huizen in houtskeletbouw presteerden goed, vooral vanuit het oogpunt van veiligheid.”
Loma Prieta, aardbeving in 1989: “De aardbeving heeft diverse constructies laten instorten, zoals de dubbeldeksnelweg in Oakland. Echter diverse houtskeletbouw-huizen in het epicentrum presteerden goed, terwijl zij werden onderworpen aan hoge piekgrondversnellingen en piekkrachten. De enige die zijn ingestort bevonden zich boven grondspleten of hadden grote vides in verdiepingen.”
Northridge aardbeving in 1994: “Hoewel slechts een magnitude van 6,7 op de schaal van op de schaal van Richter, behoorden de piekgrondversnellingen tot de hoogste ooit geregistreerd en aanzienlijk hoger dan die gespecificeerd in de bouwvoorschriften. Er zijn talrijke gebouwen ingestort, waaronder veel grote gebouwen. Eén van de redenen voor het beperkte aantal doden werd gegeven door dat de aardbeving om 4:31 in de nacht plaatsvond. De meerderheid van de mensen sliepen in hun houtskelet eengezinswoningen en die worden over het algemeen beschouwd als het veiligste type gebouw bij een aardbeving.”
HSB-gebouwen niet evacueren
In 2002 heeft het California Department van overheidsdiensten een inventarisatie en beoordeling van scholen gedaan wat betreft aardbevingen. Schoolgebouwen die gebouwd zijn van staal, beton, gewapend metselwerk of een gemengd systemen, ontworpen tussen 1933 en 1979 dienen in het geval van een aardbeving meteen geëvacueerd te worden. Scholen in houtskeletbouw, onafhankelijk van hun bouwjaar, werden vrijgesteld op basis van het feit dat houtskeletbouw gebouwen bekend staan om hun goede prestaties bij aardbevingen.
Gebouw dat drijft
Er is een anekdote over een gebouw van steen en beton, die de voordelen van houtbouw uitstekend weergeeft:
Het betreft het Imperial hotel in Tokyo, ontworpen door Frank Lloyd Wright, gebouwd in 1923. Hij werd gevraagd om het hotel te bouwen en trof een bouwplaats bedekt met tientallen meters alluviale modder: sediment dat eeuwenlang was afgezet door een rivier. Daar kon je geen solide fundering op bouwen, laat staan in een gebied gevoelig voor aardbevingen.
Hij bedacht dat als je geen fundering kon bouwen die sterk genoeg was om een aardbeving te weerstaan, waarom maak je dan niet een gebouw die elastisch is en juist kan ‘drijven’ op een dergelijke bodem. Hij ontwierp een funderingsnetwerk van dunne betonnen pennen die overal 3 meter diep en 60cm uit elkaar waren geplaatst, waardoor het gebouw bovenop de modder kon ‘zweven’. Daarnaast had het gebouw uitkragende platen van gewapend beton en elastische bakstenen metselwerk. Elke kamer scharnierde vervolgens als een reeks treinwagons, zodat ze konden schommelen tijdens een beving. Wright liet de bedrading en leidingen ophangen in verticale schachten, zodat ze vrij konden schommelen. Tenslotte bood het grote buitenzwembad op de binnenplaats van een ruime hoeveelheid direct bruikbaar bluswater in het geval van een brand na een aardbeving, waarbij doorgaans alle waterleidingen gebroken waren.
Op 1 september 1923, rond de dag van de grote opening van het hotel, werd de stad getroffen door een van de meest verwoestende bevingen in de geschiedenis van Tokio, met een magnitude van 8,3 op de schaal van Richter.
Door het betonnen gebouw te construeren zoals je ieder houtskeletbouw gebouw maakt: lichte constructie, elastisch en flexibel, met onderling beweegbare elementen doorstond het hotel de aardbeving van 1923. Baron Kihachiro Okura stuurde vanuit Tokyo een telegram naar Wright: ‘HOTEL STANDS UNDAMAGED AS A MONUMENT TO YOUR GENIUS.’
Wat een aardbeving niet lukte, lukte het vastgoedontwikkelaars echter wel, in 1968 is het hotel gesloopt ten behoeve van nieuwbouw.
Daan Bruggink ontwerpt vanuit de overtuiging en biophilic visie dat je met natuurlijke herbruikbare materialen niet alleen prachtige duurzame architectuur kunt creëren maar ook zorgt voor een organische balans waarin mensen, flora en fauna optimaal kunnen leven, wonen en werken. Waarbij zijn favoriete bouwwijze uiteraard houtbouw is. Bruggink is eigenaar van Architectenbureau ORGA in Nijmegen.
