Strobalenbouw Eindwerk Webbey de Keyser

(1)

Strobalenbouw

Webbey De Keyser

CVO-IVV De Avondschool Eindwerk

Instituut Voor Volwassenenvorming Promotor: mevr. A. Van Coster

Schoonmeersstraat 52 Academiejaar 2008 – 2009

9000 Gent Afdeling Bouw- en Houtconstructies

(2)

“What is the point of having a good house

if you don‟t have a decent planet to put it on?”

Henry David Thoreau

(3)

Webbey De Keyser Strobalenbouw Bouwen met strobalen kent momenteel een heropleving. In de Verenigde staten worden nog veel zelfdragende wanden gebruikt, terwijl in Europa eerder een vorm van houtskeletbouw wordt toegepast waarin de strobalen tussen de elementen van het skelet worden geperst. Zo worden buitenwanden bekomen met een dikte van ongeveer 50 cm, bestaande uit 45 cm stro, een binnen- en een buitenbepleistering. Strobalenwoningen zijn lage-energiewoningen (Uwand ≈ 0.15 W/m²K) met een

gezond binnenklimaat ten gevolge van de ademende en vochtregulerende eigenschappen van de wanden. Ook qua geluidsisolatie scoort strobouw vrij goed. Op het vlak van architectuur zijn er talrijke mogelijkheden, zolang het stro maar voldoende tegen alle soorten vocht wordt beschermd. Het warmte-accumulerend vermogen van stro is wel laag, waardoor er best thermisch inerte binnenwanden worden voorzien. Koudebruggen zijn normaalgezien geen probleem.

Het opbouwen van een strobalenwand is eenvoudig en gebeurt doorgaans door de bouwheer zelf, nadat het houtskelet en het dak door een schrijnwerker werden geplaatst. Deze werkwijze maakt strobalenbouw iets goedkoper dan traditionele bouw. Door de lage verwarmingsbehoefte zijn de stookkosten eveneens laag. Certificering (en subsidiëring) als passiefhuis is alsnog niet mogelijk door het gebrek aan officiële 𝜆-waarde, en ook luchtdichtheid verdient nog extra aandacht. Strobalenbouw heeft een kleine impact op het milieu, te danken aan goede isolatie (kleine energiebehoefte), het gebruik van CO2-neutrale materialen en een minimale

afvalproblematiek wanneer de woning wordt gesloopt. Bouwheren kiezen meestal voor strobalenbouw vanuit een bio-ecologische levensvisie. Het schenkt voldoening om eigenhandig met natuurlijke materialen een gezonde woning te creëren. Doordat een aantal milieubewuste architecten zich de laatste jaren heeft gespecialiseerd in strobalenbouw, voldoen strobalenwoningen nu ook aan alle hedendaagse bouwfysische principes. Het resultaat is een duurzame bouwwijze, in alle betekenissen van het woord.

(4)

Webbey De Keyser Strobalenbouw Toen ik voor het eerst een artikel las over strobalenbouw in Wonen met de Natuur, het kwartaaltijdschrift van het Vlaams Instituut voor Bio-ecologisch Bouwen en wonen (VIBE), was ik meteen gebeten door een soort sceptische nieuwsgierigheid om te achterhalen hoe het bouwen met strobalen in zijn werk gaat en of deze gebouwen dan wel bestand zijn tegen allerlei problemen waar de traditionele bouw mee te maken heeft, zoals vocht, zettingen, koudebruggen, … Naast deze technische aspecten, was het uiteraard ook het uitgesproken ecologische karakter van de bouwwijze dat mij als milieutechnoloog aantrok.

In de traditionele bouw zijn er niet veel mensen die al hebben gehoord van strobalenbouw of laat staan dat ze ermee vertrouwd zijn. Op het eerste gezicht leek het dus niet vanzelfsprekend om veel informatie over het onderwerp te vinden. Niets blijkt minder waar. Hoe meer je je er in verdiept, hoe meer literatuur je er over vindt, zeker zodra je in het Duits of Engels begint te zoeken. Voor wie echt interesse heeft in strobalenbouw, is er mits enig zoekwerk ruim voldoende informatie te vinden in boeken en op het internet om goed geïnformeerd aan een strobalenavontuur te beginnen. Wie vandaag met strobalen bouwt, is al lang geen pionier meer en kan steunen op de ervaring van andere zelfbouwers en van een handvol Vlaamse architecten.

Zo heeft het niet lang geduurd voor ik op Casa Calida botste, de Vlaamse vzw ter ondersteuning en promotie van de strobalenbouw. In hun praktijkcursus die ik in september volgde, kon ik veel bijleren en kwam ik in contact met andere enthousiastelingen en potentiële strobalenbouwers. Met de slogan “warme mensen bouwen warme huizen” slaat Casa Calida de nagel op de kop. Naast de technische aspecten die in dit eindwerk besproken worden, is de warme gezelligheid die strobalenwoningen uitstralen een bijkomend element dat mijns inziens in het voordeel pleit van strobalenbouw.

Aan al wie graag zou bouwen maar dat toch wil doen op een ecologisch verantwoorde wijze, kan ik een portie strobalenlectuur alleen maar aanbevelen. Dit eindwerk kan een goed startpunt zijn voor een dergelijke ontdekkingstocht. Ik hoop dat u even geboeid raakt door het onderwerp als ikzelf!

Webbey De Keyser Gent, mei 2009

(5)

Webbey De Keyser Strobalenbouw

Inhoudsopgave

1. Inleiding ... 3 2. Stro en strobalen ... 5 2.1. Definitie ... 5 2.2. Soorten ... 5

2.3. Eigenschappen van strobalen en strobalenwanden ... 6

2.3.1. Afmetingen van strobalen ... 6

2.3.2. Oriëntatie van de strohalmen ... 6

2.3.3. Vochtigheid en vochtresistentie ... 7 2.3.4. Dampdiffusie ... 8 2.3.5. Thermische isolatie ... 9 2.3.6. Geluidsisolatie ... 11 2.3.7. Druksterkte ... 14 2.3.8. Brandweerstand ... 14

3. Technische opbouw van een strobalengebouw ... 16

3.1. Funderingen ... 16

3.2. Dragende constructie ... 18

3.2.1. Zelfdragende strobalenwanden („Nebraska‟ stijl) ... 19

3.2.2. Skeletbouw ... 21

3.2.3. Verankering van het houtskelet op de fundering ... 25

3.3. Dak ... 27

3.3.1. Platte daken ... 28

3.3.2. Hellende daken ... 28

3.4. Buitenwanden ... 29

3.4.1. Verwerking van strobalen tot muren ... 29

3.4.2. Buitenafwerking ... 34 3.4.3. Binnenafwerking ... 39 3.5. Binnenwanden ... 40 3.6. Vloeren ... 41 3.7. Technieken ... 41 3.8. Buitenschrijnwerk ... 42

(6)

4. Vrijheidsgraden en beperkingen ... 43

4.1. Vormgeving ... 43

4.2. Bescherming tegen weersinvloeden... 46

4.3. Koudebruggen... 46

5. Energetische aspecten ... 47

5.1. Energieprestatie en binnenklimaat (EPB) ... 47

5.1.1. Thermische-isolatie-eisen ... 47

5.1.2. Energieprestatie-eis ... 50

5.1.3. Binnenklimaateisen ... 52

5.2. Haalbaarheid van de passiefhuisstandaard ... 53

5.2.1. Toetsing aan de passiefhuisnormen ... 53

5.2.2. Certificering ... 54

5.3. EPB-aangifte en energieprestatiecertificaat (EPC) ... 55

6. Financiële analyse ... 57

6.1. Schatting van de globale bouwkost ... 57

6.2. Vergelijking van enkele individuele kostenposten ... 58

6.2.1. Buitenwanden ... 58 6.2.2. Binnenwanden ... 59 6.2.3. Dak ... 60 6.2.4. Vloer ... 60 6.3. Besluit ... 61 7. Milieu-impact ... 62

7.1. Situering van het mondiaal milieuprobleem ... 62

7.2. Milieu-impact van bouwen ... 64

7.3. Ecologische voetafdruk van strobalenbouw ... 66

7.4. Cradle to cradle ... 67 7.5. Duurzaamheid ... 68 7.6. Ruimtegebruik ... 69 8. Conclusies ... 70 9. Bibliografie ... 73 Verklarende woordenlijst ... 75

(7)

1. Inleiding

Stro wordt al eeuwenlang gebruikt bij het bouwen van hutten en huizen, meestal in combinatie met andere materialen zoals klei en zand. Toen aan het einde van de 19e eeuw de strobalenpers werd uitgevonden, begonnen landbouwers in Nebraska (Verenigde Staten) gestapelde strobalen te gebruiken voor de bouw van huizen en stallen.

Sinds de jaren ‟90 kent strobalenbouw een heropleving in Noord-Amerika, Europa en Australië. In tegenstelling tot de vroege strobalenbouw in Nebraska, is het nu niet een gebrek aan andere bouwmaterialen dat bouwers ertoe aanzet om stro te gebruiken. Integendeel. De groeiende interesse in strobouw gaat eigenlijk samen met het groeiende milieubewustzijn van de westerse maatschappij. Steeds meer milieubewuste bouwers kiezen tegenwoordig voor strobouw als ecologisch verant-woorde, duurzame bouwwijze.

De laatste decennia werd heel wat praktijkervaring opgebouwd en werden tal van wetenschappelijke studies uitgevoerd, waardoor nu vrij goed geweten is hoe stro zich in een gebouw gedraagt, wat de voordelen ervan zijn en wat de aandachts-punten zijn bij het bouwen met strobalen. In Hoofdstuk 2 worden een aantal (bouw)fysische eigenschappen van stro en strobalen besproken: samenstelling en afmetingen van strobalen, eigenschappen met betrekking tot vochtigheid en vochtresistentie en dampdiffusie, thermische en akoestische isolatie, drukweerstand en brandweerstand.

Daarna wordt in Hoofdstuk 3 uiteengezet hoe een strobalenwoning is opgebouwd. Achtereenvolgens wordt aandacht besteed aan de funderingen, de dragende structuur, het dak, buitenwanden, binnenwanden, vloeren, het integreren van technieken en het buitenschrijnwerk. Telkens komen zowel louter technische of theoretische aspecten als praktische aanwijzingen aan bod.

Hoofdstuk 4 is een kort hoofdstukje in verband met architecturale aspecten van strobalenbouw, waarin onder andere enkele voorbeelden aangehaald worden van woningen met een niet-alledaagse vormgeving.

In Hoofdstuk 5 wordt dieper ingegaan op de energetische aspecten van strobalen-bouw, in het licht van de Vlaamse Energieprestatieregelgeving. De U-waarde van strobalenwanden, -vloeren en -daken wordt berekend en het probleem van een niet eenduidige warmtegeleidingscoëfficiënt (𝜆) wordt besproken, gelinkt aan de certificering van strobalenwoningen als passiefhuizen. Ten slotte wordt er ook

(8)

Webbey De Keyser Strobalenbouw bekeken hoe een strobalenwoning wordt behandeld in de EPB-aangifte en bij het opmaken van energieprestatiecertificaten (EPC).

De financiële kant van de zaak wordt belicht in Hoofdstuk 6, waarin getracht wordt een antwoord te bieden op de vraag of strobalenbouw nu al dan niet goedkoper is dan traditionele bouw.

Hoofdstuk 7 ten slotte, plaatst dit eindwerk in een veel ruimere context, door de milieu-impact van strobalenbouw te vergelijken met die van traditionele bouw. Strobalenbouw kan namelijk pas echt gewaardeerd worden wanneer men de ernst van de wereldwijde milieuproblematiek inziet, vermits deze de grondslag vormt van het waarom achter strobalenbouw. De vergelijking gebeurt op basis van drie concepten: CO2-emissie (carbon footprint), levenscyclusanalyse (cradle to cradle)

en duurzaamheid.

Hoofdstuk 8 zet als conclusie de belangrijkste eigenschappen van een strobalen-woning nog eens op een rijtje, alsook de voornaamste aandachtspunten bij de bouw ervan.

(9)

2. Stro en strobalen

2.1. Definitie

Stro is de gedroogde stengel van koren of peulvruchten. Stro kan afkomstig zijn van verschillende gewassen, zoals zomertarwe, wintertarwe, rogge, gerst, haver en peulvruchten. Op een strohalm ligt er een waslaagje dat een natuurlijke bescher-ming biedt tegen vocht, knaagdieren en bacteriën doordat de was alkanen bevat en moeilijk verteerbaar is. Het stro heeft in principe geen voedingswaarde, in tegenstelling tot hooi (gedroogd gras) dat daarom als dierenvoeder gebruikt wordt. Strobalen ontstaan wanneer na de oogst het gedorste stro (dus zonder de graankorrels) door een strobalenpers wordt verzameld en geperst in balen. De balen worden samengehouden door 2 touwen uit polypropyleen, sisal of hennep (zie Figuur 1).

Figuur 1 Schematische voorstelling van een strobaal

2.2. Soorten

Winterrogge is de meest ideale graansoort om aan strobalenbouw te doen omwille van de lange stengels. Deze graansoort wordt in België echter weinig verbouwd: ongeveer 700 ha per jaar, resulterend in 1 800 ton stro (FOD economie, 2007). De meest voorkomende graansoort is tarwe (ongeveer 200 000 ha per jaar, goed voor ongeveer 700 000 ton stro). Deze graansoort is eveneens bruikbaar in de strobalenbouw. De derde geschikte soort is triticale (een kruising tussen tarwe en rogge). Gerst is af te raden: doordat de stengels gemakkelijk breken bij het persen, neemt het isolerend vermogen van de strobaal af.

(10)

2.3. Eigenschappen van strobalen en strobalenwanden

In wat volgt worden enkele eigenschappen besproken van strobalen die courant in de strobalenbouw gebruikt worden.

2.3.1. Afmetingen van strobalen

Er bestaan strobalen van verschillende formaten en vormen. De balen die bruikbaar zijn in de strobalenbouw, zijn de klassieke kleine strobalen. Deze hebben afmetin-gen van ongeveer 350 × 450 × 900 mm en weafmetin-gen ongeveer 12 tot 15 kg. Strobalen hebben dus een massadichtheid van 85 à 105 kg/m³ (na droging). Al deze waarden kunnen variëren, wat natuurlijk alles te maken heeft met de gebruikte strobalenpers en de druk waarmee de balen werden geperst. Deze laatste is best zo hoog mogelijk. De strobalen moeten namelijk minimum een densiteit van 90 kg/m³ hebben (VIBE, 2008a). De klassieke pers produceert in theorie balen met een rechthoekige doorsnede van 14 × 18 inch (356 × 457 mm) en met een variabele lengte, instelbaar tussen 300 en 1 100 mm. Deze laatste afmeting kan nogal wat variatie vertonen, aangezien deze het moeilijkste te controleren valt tijdens het persen, maar de andere afmetingen zijn normaalgezien wel vrij consistent (Hollis, 2005).

Tegenwoordig worden er ook grotere persen gebruikt, die de zogenaamde „jumbo balen‟ produceren. Deze hebben een dwarsdoorsnede van 600 × 900 mm, 800 × 900 mm of 900 × 1 200 mm en een variabele lengte, typisch rond de 2 000 mm. Deze jumbo balen hebben een massadichtheid van 130 kg/m³ en zijn enkel met een vorklift te transporteren. Hoewel sommigen al huizen (of grotere gebouwen) geconstrueerd hebben met jumbo balen, worden ze in de meeste gevallen beschouwd als onbruikbaar voor de normale strobalenbouw. Ook de ronde (of beter: cilindervormige) balen worden hier buiten beschouwing gelaten.

Hoewel de bovengenoemde maatvoering behoorlijk gestandaardiseerd is, wordt aangeraden om de afmetingen van de strobalen op voorhand na te gaan bij de landbouwer die het stro zal leveren, zodat de bemating van de plannen correct kan gebeuren en hiermee rekening kan gehouden worden bij de bestelling van de balken voor het houtskelet (zie §3.2.2).

2.3.2. Oriëntatie van de strohalmen

Door de manier waarop de strobalenpers de balen produceert, is er een over-heersende oriëntatie van de strohalmen, namelijk dwars op de langste zijde. Wanneer de strobalen gestapeld worden zoals gevelstenen, dus met het vlak van 45 × 90 cm als grondvlak, zullen de strohalmen dwars op de lengterichting van de muur komen te liggen. Deze oriëntatie heeft invloed op de isolerende

(11)

eigen-Webbey De Keyser Strobalenbouw schappen (zie §2.3.5). De weerstand voor warmtegeleiding in een strobaal is namelijk hoger in de richting dwars op de strohalmen dan in de richting evenwijdig met de strohalmen, net zoals dat bij hout het geval is met de richting van de nerven.

2.3.3. Vochtigheid en vochtresistentie

Bij het persen van de strobalen op het veld is het noodzakelijk dat het stro droog is, omdat het binnenste van de strobalen anders kan beginnen rotten. Een relatieve vochtigheid van 10 tot 16 % wordt aanbevolen. Ook tijdens het transport naar en de opslag op de werf dienen de balen droog gehouden te worden. Opslag op de werf gebeurt best niet in contact met de grond om het opnemen van grondvocht te vermijden. Wanneer de strobalen verwerkt zijn in een wand maar nog niet bepleisterd werden, wordt er tijdelijk een zeil of folie voorzien om de wand te beschermen tegen de weersinvloeden (Figuur 2). Eens er een dampdoorlatende maar tegen regen beschermende afwerking is aangebracht, blijft de relatieve vochtigheid van het stro normaalgezien rond de 12 %.

Figuur 2 Het stockeren van de strobalen dient droog te gebeuren, bijvoorbeeld onder het dak (links); stro dat verwerkt is in muren maar nog niet voorzien is van een afwerkingslaag, wordt beschermd door middel van een zeil of folie (rechts)

Er dient op gelet te worden dat het stro in afgewerkte strobalenwanden niet nat kan worden. Een afwerkinglaag zoals een leembepleistering, een beplanking of eventueel een gemetst parement (met luchtspouw) is daarvoor noodzakelijk. Om geleemde muren te beschermen tegen hevige slagregen wordt bovendien meestal een grote dakoversteek voorzien. Ook bij de constructie van dorpels, venster-banken en allerhande doorboringen van de afwerkinglaag (b.v. voor de bevestiging van regenpijpen of doorvoer van een horizontale schoorsteenbuis) dient ervoor gezorgd te worden dat er geen water tot binnen in het stro kan lopen of sijpelen.

(12)

Webbey De Keyser Strobalenbouw In principe is dit niet anders dan bij traditionele bouwwerken, waar het nat worden van het isolatiemateriaal ook dient vermeden te worden. De reden hiervoor is wel verschillend. Klassieke isolatiematerialen worden best droog gehouden omdat hun warmtegeleidend vermogen toeneemt bij vochtigheid en daardoor de isolatie-waarde afneemt. Bij natuurlijke isolatiematerialen zoals stro komt daar de factor biodegradatie bij. Vochtig stro is een voedingsbodem voor schimmels en bacteriën, wat tot rottingsverschijnselen kan leiden. Ten slotte dient er ook op gelet te worden dat het stro beschermd is tegen opstijgend vocht door een waterkerende folie te voorzien onderaan de wand (zie ook verder, b.v. Figuur 15 in §3.4.1).

2.3.4. Dampdiffusie

Buitenmuren die uit verschillende lagen bestaan, worden normaalgezien zo gecon-strueerd dat vocht dat zich in de muur zou bevinden (door condensatie van luchtvochtigheid, regendoorslag, …) naar buiten kan migreren door te verdampen (dampdiffusie). De buitenste lagen moeten volgens deze redenering dus damp-doorlatend zijn (zie ook verder in §3.4.2 voor een bespreking van verschillende buitenafwerkingen). Aan de binnenzijde kan een dampscherm voorzien worden om te verhinderen dat waterdamp uit de binnenlucht tot in de isolatie zou diffunderen en daar condenseren ten gevolge van een plotse temperatuurdaling.

Stro is op het vlak van dampdiffusie een geschikt materiaal voor het opbouwen van buitenmuren, vermits het over goede dampdoorlatende eigenschappen beschikt. De dampdiffusiecoëfficiënt µ geeft aan wat de weerstand is van een materiaal tegen dampdiffusie. Het is een dimensieloos getal dat de verhouding weergeeft van de dampweerstand van het materiaal t.o.v. de dampweerstand van een laag lucht van dezelfde dikte. Hoe hoger µ, hoe sterker dampremmend het materiaal is (b.v. voor roofing is µ = 10 000 tot 100 000, voor metalen is µ = ∞). Hoe lager µ, hoe meer damp-open het materiaal is. Tabel 1 geeft een overzicht van enkele courante bouwmaterialen en hun µ-waarden. In vergelijking met synthetische isolatie-materialen is stro dus veel meer dampdoorlatend, wat de „ademende‟ eigen-schappen van de muur alleen maar ten goede kan komen.

(13)

Tabel 1 Dampdiffusiecoëfficiënten van enkele courante bouwmaterialen (naar www.bouwtechnologie.com)

Materiaal Massadichtheid [kg/m³] µ [-] Minerale wol 35 - 200 1 - 2 Strobalen 90 - 110 2.5 Cellenbeton 400 - 700 4 - 6 Gipsbepleistering 1 300 6 Baksteen 1 600 – 1 900 9 - 13 Gipskarton 900 13 PUR 30 - 150 60 - 80 EPS 10 - 40 15 – 200 XPS 30 - 40 250 2.3.5. Thermische isolatie

Eén van de belangrijkste redenen om voor strobalenbouw te kiezen, is het goede isolerende vermogen van strobalen in verhouding tot hun erg lage kostprijs. Door hun holle kokervorm zijn de strohalmen goed thermisch isolerend: het principe achter isolatie is immers het vasthouden van stilstaande droge lucht. In België is stro totnogtoe echter nog niet officieel erkend als isolatiemateriaal en is er ook nog geen officiële warmtegeleidingcoëfficiënt 𝜆 vastgesteld door het BUtgb (Belgische Unie voor de technische goedkeuring in de bouw). In enkele andere Europese landen werden er wel al standaardtesten uitgevoerd om de 𝜆-waarde officieel te bepalen.

In Oostenrijk werd een warmtegeleidingcoëfficiënt van 0.038 W/mK vastgesteld op een volledig gedroogd monster met een dichtheid van 100 kg/m³, en werd er vastgesteld dat de isolatiewaarde toeneemt met toenemende dichtheden (Wimmer et al., 2001). In Duitsland werd in testen volgens de norm DIN 52612 dezelfde waarde (0.0379 W/mK) gevonden op een monster met een dichtheid van 90 kg/m³ bij een temperatuurverschil van 10 K. De norm voorziet echter in het toepassen van een veiligheidsfactor Z van 20 % om rekening te houden met een verlies aan isolerend vermogen ten gevolge van vocht dat in de praktijk aanwezig kan zijn. Daardoor wordt een rekenwaarde 𝜆Z van 0.045 W/mK bekomen (Forschungsinstitut

für Wärmeschutz e.V. München, 2003). In Denemarken werd een iets hogere 𝜆-waarde van 0.050 W/mK vastgesteld (VIBE, 2008a), en in Frankrijk werd door het CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) een 𝜆-waarde van 0.070 W/mK bij een dichtheid van 80 kg/m³ vermeld (Van den Bruel, 2006).

Het belangrijkste document inzake de officiële aanvaarding van strobalen als isolatiemateriaal, is de Duitse DIN-certificatie daterende van 2006 (DIN Z-23.11-1595) (VIBE, 2008a). Hierin worden volgende warmtegeleidingcoëfficiënten

(14)

gespe-Webbey De Keyser Strobalenbouw cificeerd: 𝜆 = 0.044 W/mK (rekenwaarde 0.052 W/mK) dwars op de halmrichting, en 𝜆 = 0.067 W/mK (rekenwaarde 0.080 W/mK) evenwijdig met de halmrichting. Hieruit kunnen we dus afleiden dat het qua oriëntatie van de strohalmen beter zou zijn om de balen rechtopstaand of op hun zijkant te verwerken omdat de warmtegeleiding in de wand dan loodrecht op de halmrichting verloopt. Zelfs al is de dikte van de wand dan slechts 35 in plaats van 45 cm, dan wordt er toch een warmtedoorgangscoëfficient Λ (= 𝜆/d) van 0.148 W/m²K bekomen in plaats van 0.178 W/m²K in het geval de strobalen op hun onderkant verwerkt worden. In de praktijk wordt dit echter niet gedaan omdat de strobalen niet goed samendrukbaar zijn in de richting van de halmen. Zoals in §3.4.1 wordt uitgelegd, is het samen-drukken van de strobalen noodzakelijk om ze op hun plaats te houden in het houtskelet.

Enkele voorwaarden die DIN verbindt aan de certificering van strobalen als isolatiemateriaal, zijn:

 De strobalen worden ingebouwd in een damp-open systeem met een verluchte buitenbekleding – dus niet afgewerkt met een dampdichte bepleistering zoals een cementpleister.

 De maximaal toegelaten afwijking op de afmetingen bedraagt 3 %.  De dichtheid van de strobalen moet tussen 90 en 110 kg/m³ zijn.

 De vochtopname mag maximaal 15 % bedragen en de inbouwvochtigheid van de balen moet kleiner zijn dan 15 %.

 De bindkracht van de touwen die de strobaal samenhouden moet 10 keer de gewichtskracht van de balen bedragen.

 De leverancier van de strobalen moet een intern controlesysteem hebben om alle bovenstaande voorwaarden strikt op te volgen. Ook een externe controle door een erkend bureau is noodzakelijk.

 De norm is enkel geldig voor stro als isolatiemateriaal, dus de strobalen dienen ingebouwd te worden in een dragend houtskelet. Zelfdragende strobalenwanden komen niet in aanmerking.

Dankzij deze technische goedkeuring, komen strobalen in Duitsland ook in aanmerking voor subsidiëring als isolatiemateriaal uit landbouwgrondstoffen (25 EUR/m³). De prijs van de strobalen bedraagt slechts ongeveer 20 EUR/m³, dus komt dit er voor de bouwheer op neer dat ze gratis worden. Merk op dat de prijs van de strobalen wel stijgt en er minder landbouwers gevonden worden die bereid zijn de strobalen te leveren wanneer ze verplicht worden om aan al de boven-staande eisen te voldoen (b.v. intern controlesysteem).

De praktijk in België staat nog heel ver af van deze bepalingen. Certificering zal dus nog niet voor binnenkort zijn. Maar wanneer enkele eenvoudige vuistregels op het

(15)

Webbey De Keyser Strobalenbouw gebied van densiteit en vochtigheid in acht genomen worden tijdens het bouwen met strobalen, kunnen we de vastgestelde 𝜆-waarden toch gebruiken als een betrouwbare leidraad bij de EPB-berekeningen voor strobalengebouwen (zie hoofdstuk 5). In Tabel 2 worden de warmtegeleidingscoëfficiënten van enkele courante isolatiematerialen vergeleken met die van strobalen. Hieruit blijkt dat stro zeker geen lagere 𝜆-waarde heeft dan andere isolatiematerialen. Het goed isolerende effect van een strobalenwand is dus te wijten aan zijn dikte, net zoals dat het geval is bij muren die opgetrokken worden uit cellenbeton.

Wanneer de U-waarde van een hele strobalenwand wordt beoordeeld, dient men naast het stro ook rekening te houden met het houtskelet en de afwerkingslagen die langs binnen en buiten op de wanden werden aangebracht. De berekening van de U-waarde van een strobalenwand wordt geïllustreerd in hoofdstuk 5.

Tabel 2 Warmtegeleidingscoëfficiënten van enkele courante isolatiematerialen in droge toestand (VIBE, 2008a; VIBE, 2009; Parewijck, 2008) Materiaal Massadichtheid [kg/m³] 𝜆i [W/mK] Strobalen, // halmen 90 - 110 0.080 Strobalen,  halmen 90 - 110 0.052 Kurk 100 0.040 - 0.043 Houtvezelplaten 140 - 240 0.037 - 0.053 Cellulosevlokken 30 - 60 0.039 Cellenglas 130 - 140 0.048 Cellenbeton 400 0.180 Minerale wol 35 - 200 0.032 - 0.040 PIR 30 - 60 0.023 - 0.032 PUR 30 - 60 0.023 - 0.032 EPS 15 - 30 0.040 XPS 30 - 50 0.035 2.3.6. Geluidsisolatie

Er bestaan twee soorten geluidsisolatie, namelijk luchtgeluidsisolatie en contact-geluidsisolatie.

Luchtgeluid is geluid dat zich door golven in de lucht voortplant. Wanneer de geluidsgolven tegen een muur botsen, doen ze de materie in de muur ook trillen. De trillingen worden vervolgens voortgeplant doorheen de muur, waarbij ze kunnen afzwakken naargelang de materiaaleigenschappen van de muur. Aan de andere kant van de muur zorgt de trillende massa er op haar beurt voor dat de lucht aan deze zijde ook begint te trillen, waardoor er geluid hoorbaar is aan deze zijde van

(16)

Webbey De Keyser Strobalenbouw de muur. Om de voortplanting van dit luchtgeluid doorheen een muur tegen te gaan, is het luchtgeluidsisolerend vermogen van de muur van belang. Algemeen beschikken zwaardere materialen over betere luchtgeluidsisolerende eigen-schappen, aangezien er meer energie vereist is om zwaardere materie aan het trillen te brengen. Uiteraard is niet alleen de massadichtheid van de gebruikte materialen maar ook de dikte van de wand van belang. Beide parameters samen worden in de akoestiek uitgedrukt als oppervlaktemassa. Behalve door constructie-elementen uit te voeren in zware materialen, kan luchtgeluid ook door absorbtie verzwakt worden. Hierbij komt het er op neer dat de energie van geluidsgolven die tegen een wand botsen, wordt geabsorbeerd in (bijvoorbeeld) een wandbekleding, waardoor er minder geluid wordt teruggekaatst en minder trillingsenergie wordt doorgegeven aan de wand zelf. De efficiëntie van beide afzwakkende mechanismen verschilt naargelang de frequentie van het geluid: laagfrequente geluiden (lage tonen) worden best afgezwakt door zwaardere materialen, midden- en hoogfrequente geluiden kunnen al worden afgezwakt door absorbtie.

De tweede soort geluidshinder is contactgeluid. Hierbij is een vast materiaal zoals een betonnen vloer of wand rechtstreeks verantwoordelijk voor het voortplanten van het geluid. Contactgeluidsisolatie is meestal gericht op het verbreken van het contact tussen de geluidsbron en het vaste materiaal, door bijvoorbeeld een vloer „zwevend‟ uit te voeren. In wanden is contactgeluidsisolatie in de meeste gevallen minder relevant.

Het geluidsisolerend vermogen van strobalen wanden is vooral te verklaren door de moeilijkheid waarmee geluidstrillingen zich voortplanten doorheen het stro. In het geval van luchtgeluidsisolatie komt het er op neer dat het stro dienst doet als een geluidsbrekende laag tussen de twee bepleisteringen. Doordat het stro geen hard materiaal is, worden inkomende geluidstrillingen geabsorbeerd binnenin de wand en worden ze slechts zeer afgezwakt doorgegeven aan de tegenoverliggende pleisterlaag. De twee bepleisteringen zijn als het ware zwevend met elkaar verbonden door het stro. Ondanks de geringe massa van stro, heeft het dus toch nog een redelijk luchtgeluidsisolerend vermogen. Wat betreft contactgeluid, gaat uiteraard een gelijkaardige redenering op: doordat trillingen binnenin de strobalen eerder worden geabsorbeerd dan voortgeplant, vormen ze ook een goede isolator voor contactgeluiden.

Testen in Nederland en Oostenrijk hebben uitgewezen dat een strobalenwand (langs weerszijden bepleisterd met 3 à 4.5 cm leem) een Rw-waarde heeft van 55

dB. De Rw-waarde is volgens de norm EN ISO 717 een gewogen

geluids-verzwakkingsindex en geeft in principe het verschil in geluidssterkte weer tussen de twee zijden van de wand. Het is echter wel belangrijk erop te wijzen dat geluidsverzwakkende eigenschappen variëren naargelang de frequentie (Figuur 3),

(17)

Webbey De Keyser Strobalenbouw niettegenstaande de Rw-waarde een ééngetalsaanduiding is. In Tabel 3 worden

enkele Rw-waarden vergeleken. Hieruit zou kunnen besloten worden dat

strobalenwanden ongeveer even goed geluidsisolerend zijn als wanden van 15 cm dik beton. Voor frequenties hoger dan 1000 Hz, zoals spraakgeluid, kan dit het geval zijn, maar dat geldt zeker niet voor laagfrequente geluiden zoals zwaar verkeer en bastonen in muziek. Uit Figuur 3 blijkt duidelijk dat het geluidsisolerend vermogen in dit onderste deel van het geluidsspectrum slechts 30 tot 40 dB bedraagt.

Tabel 3 Geluidsverzwakkingsindex van enkele courante wandmaterialen (diverse bronnen)

Materiaal Muurdikte [mm] Rw [dB]

Hout 90 33

Lichte betonblokken (geëxpandeerde klei) 140 25

Idem, maar aan beide zijden bepleisterd 10 + 140 + 10 44

Kalkzandsteen (silicaatsteen) 175 51

Normaal beton 150 57

Baksteen 190 41

Snelbouwsteen + minerale wol + pleisterlaag 200 + 80 + 10 48

Strobalen, aan beide zijden met leempleister 40 + 450 + 40 55

Rotswol tussen twee lagen gipskarton 12.5 + 50 + 12.5 45

Figuur 3 Geluidsverzwakkingsindex R van bepleisterde strobalen (40 + 450 + 40 mm, volle lijn) en van beton (100 mm, stippellijn) in functie van de geluidsfrequentie (figuur samengesteld op basis van Magwood et al. (2005) voor stro en Warnock (1985) voor beton)

(18)

2.3.7. Druksterkte

De verticale belasting die een strobalenwand aankan, werd al in verschillende onderzoeken proefondervindelijk bepaald. King (2003) geeft een overzicht van de testresultaten uit 14 studies, verspreid over de hele wereld. Hij besluit dat er ten eerste een groot verschil is tussen bepleisterde en onbepleisterde strobalenwanden. Net zoals in andere sandwich-systemen, blijkt het vooral de bepleistering te zijn die vertikale belasting opneemt. Onbepleisterde strobalenwanden vertonen een veel grotere vervorming (samendrukking) dan bepleisterde wanden. Ook het type en de stijfheid van de bepleistering zijn van belang. Zo zal een bepleistering op basis van cement met een wapeningsnet een veel hogere druksterkte opleveren dan een traditionele leembepleistering. Ten tweede is de densiteit van de strobalen van belang. Voor zelfdragende wanden (zie verder in §3.2.1) moet de (droge) densiteit van de balen liefst groter zijn dan de gebruikelijke 110 kg/m³.

Blijkbaar treedt er in de eerste weken na het bouwen ook zetting op door het eigen gewicht van het gebouw (bijvoorbeeld het dak). Daarom is het bij deze zelf-dragende wanden van belang om zo lang mogelijk te wachten alvorens de wanden te bepleisteren zodat scheuren in het pleisterwerk voorkomen worden. Uiteraard wordt dit effect kleiner naarmate de wand sterker mechanisch wordt samengedrukt bij de constructie, en is het onbestaande bij de houtskeletconstructies die tegen-woordig in onze streken worden gebouwd, omdat het stro daar gewoon tussen het skelet geperst wordt zonder zelf belastingen te moeten opnemen.

De druksterkte die werd geregistreerd in de verschillende proeven varieert van 19 kN/m voor gelijkmatig verdeelde belasting op onbepleisterde wanden over 21 kN/m voor excentrisch belaste wanden tot 40 à 60 kN/m voor degelijk bepleisterde wanden. In California is de maximaal toegelaten belasting op een met cement bepleisterde zelfdragende strobalenwand vastgesteld op 11.7 kN/m. Dit illustreert dat er met een erg ruime veiligheidsfactor rekening gehouden wordt.

2.3.8. Brandweerstand

Het is enigszins contra-intuïtief, maar testen hebben uitgewezen dat strobalen-wanden een hoge brandweerstand bezitten. Uiteraard minder dan die van beton, maar ruimschoots voldoende om aan alle eisen qua brandbestendigheid in gebouwen te voldoen.

Los stro is uiteraard makkelijk brandbaar, maar het is de compactheid van de strobaal die ervoor zorgt dat er binnenin onvoldoende zuurstof aanwezig is om een verbrandingsproces te onderhouden. Een analoog fenomeen wordt vastgesteld bij papier: een los vel papier brandt heel makkelijk, maar een telefoonboek absoluut niet. Daarbij komt nog het beschermende effect van de brandresistente pleisterlaag

(19)

Webbey De Keyser Strobalenbouw die op de strobalen wordt aangebracht. Een brand dient al doorheen de pleisterlaag te geraken om het stro te bereiken.

Verschillende laboratoria hebben de brandbestendigheid van strobalenwanden getest volgens standaardproeven. De besluiten kunnen samengevat worden als volgt: onbepleisterde strobalen hebben een brandweerstand van minimum 30 minuten, voor bepleisterde strobalen werd een brandweerstand van minimum 90 maar meestal 120 minuten vastgesteld. De Duitse norm DIN 4102-B2 klasseert strobalenwanden als „normaal ontvlambaar‟. Een overzicht van testresultaten is bijvoorbeeld te vinden in Theis (2003) of op http://www.casacalida.be/ brandveiligheid/44.

Er dient echter wel gewezen te worden op het grote brandgevaar bij de aanwezigheid van los stro, zoals op strobalenwerven. Als er door onvoorzichtigheid brand uitbreekt op de werf, kunnen de vlammen zich door de wind snel verspreiden in het losse stro. Het losse stro dient daarom dagelijks in zakken verzameld te worden en op een veilige afstand van het gebouw bewaard te worden, tot het in een later stadium (bij het pleisteren) kan gebruikt worden in de leemmengeling. Ook de nog niet gestapelde strobalen dienen veilig bewaard te worden.

Voor het bekomen van een normale brandverzekering, kan het helpen om de attesten van de hoger genoemde standaardproeven in Duitsland en Oostenrijk voor te leggen. De vzw ter promotie van de strobalenbouw in Vlaanderen, Casa Calida, probeert ondertussen toch een Belgisch officieel brandweerattest te verkrijgen, maar de ervaring bij Vlaamse strobouwers is dat het wel mogelijk is om een gewone brandverzekering aan normaal tarief te verkrijgen.

(20)

3. Technische opbouw van een strobalengebouw

In dit hoofdstuk wordt de opbouw van een strobalenwoning systematisch besproken in de volgorde die in de praktijk gehanteerd wordt. Na de funderingen komen verschillende mogelijkheden aan bod voor de dragende structuur van het gebouw. Gelijktijdig met de opbouw van het houtskelet, wordt ook al het dak geconstrueerd en afgewerkt. Pas daarna worden de buitenwanden opgebouwd door strobalen in het houtskelet te persen en ze langs binnen en buiten af te werken met een bepleistering. Nadat het buitenschrijnwerk is geplaatst, kunnen de binnenwanden, technieken en vloeren worden afgewerkt in een wind- en water-dichte omgeving.

3.1. Funderingen

De hedendaagse strobalenbouw in West-Europa is een vorm van houtskeletbouw met verticale kolommen en horizontale balken, waarbij ook de binnen- en buitenmuren van de gelijkvloerse verdieping rusten op balken die de kolommen verbinden. Daardoor rust het hele gewicht van het gebouw op de kolommen en dienen in principe enkel deze kolommen gefundeerd te worden (zie Figuur 4). Doorlopende muurfunderingszolen zijn overbodig aangezien deze muren geen dragende functie hebben. Toch worden de kolomfunderingszolen die de kolommen dragen onderling verbonden met gewapende dwarsbalken om zettingen van de funderingszolen ten opzichte van elkaar te beperken. Indien gewenst, kan er gewerkt worden met een funderingsplaat (met vorstrand) voor de gelijkvloerse verdieping. In dat geval worden er wel best verstevigingen aangebracht ter hoogte van de kolommen. Figuur 5 illustreert dit voor een strobalenwoning die werd gebouwd op de plaats waar een loods stond. Er werd geopteerd om de funderingsplaat te behouden en verstevigingen te voorzien onder de kolommen. De totale belasting van een strobalengebouw op de funderingen is lager dan wanneer het zelfde gebouw in traditioneel metselwerk zou worden uitgevoerd, aangezien zowel het houten skelet als de strobalen muren lichter zijn dan baksteen en beton. Het gewicht van het dak is normaalgezien niet afwijkend. De vloeren worden opgebouwd uit hout en zijn daarom lichter dan betonnen vloerplaten.

(21)

Figuur 4 Houtskelet van een strobalenwoning waarbij de volledige belasting van het gebouw via de kolommen wordt overgedragen op kolomfunderingszolen

Figuur 5 Het voorzien van een kolomfunderingszool onder een bestaande vloerplaat (bron: http://baleninhetstro.blogspot.com/)

(22)

Webbey De Keyser Strobalenbouw Door dit lager totaal gewicht van het gebouw, kunnen normaalgezien ook lichtere funderingen toegepast worden dan in de klassieke bouwkunde, hoewel de keuze van het type en de omvang van de funderingen uiteraard niet alleen afhankelijk is van de over te brengen belasting maar ook grotendeels van de fysische eigen-schappen van de grond. Of er door het toepassen van strobalenbouw besparingen mogelijk zijn in het grondwerk, de hoeveelheid funderingsstaal en funderingsbeton, moet dus van geval tot geval geëvalueerd worden in functie van de resultaten van het bodemonderzoek.

Uiteraard kan men ervoor kiezen om het strobalengebouw geheel of gedeeltelijk te onderkelderen. Aangezien deze keuze los staat van de bouwwijze met strobalen, is er op dit vlak dus geen verschil met de traditionele bouwkunde: zowel prefab- als ter plaatse gegoten kelders behoren tot de mogelijkheden en de uitvoeringswijze is klassiek. Bij een volledige onderkeldering doet de kelder meteen dienst als fundering voor het houten skelet. Daarvoor is het belangrijk dat de bovenkant van de betonnen keldermuren perfect effen is en dat de hoeken van de kelder perfect haaks zijn. De wijze van verankering van dit skelet op een funderingszool verschilt wel met de verankering op een keldermuur. Dit wordt verder toegelicht in §3.2.3. Net als in de traditionele bouwkunde betekent de keuze voor een kelder in ter plaatse gegoten beton een grote kost, zowel in hoeveelheid wapeningsstaal en stortbeton als in de hoeveelheid arbeid nodig voor het plaatsen van de bekisting. Men kan er natuurlijk ook voor kiezen de keldermuren op te trekken in metselwerk van betonstenen, wat de kostprijs enigszins kan drukken omdat bekisting vermeden wordt.

3.2. Dragende constructie

Voor de dragende elementen van een strobalengebouw zijn er in principe slechts twee mogelijkheden. Ofwel zijn de strobalenmuren zelfdragend en rusten de eventuele verdiepingsvloeren en de dakconstructie dus integraal op de muren, ofwel wordt er een vorm van skeletbouw toegepast en worden de strobalen in feite enkel gebruikt om de vlakken tussen de dragende elementen van het skelet op te vullen, zonder een structurele functie te vervullen.

(23)

3.2.1. Zelfdragende strobalenwanden (‘Nebraska’ stijl)

In het beginstadium van de strobalenbouw, werden enkel zelfdragende wanden gebruikt. In Nebraska, waar de strobalenbouw ontstond, was namelijk niet veel ander constructiemateriaal zoals hout aanwezig (Hollis, 2005). In Amerika is er dan ook een veel langere traditie in zelfdragende wanden („load bearing walls‟), terwijl er in Europa eerder een traditie is van skeletbouw (cfr. Bokrijk en Duitse „vakwerkhuizen‟). Daardoor komen er in Europa ook veel minder zelfdragende strobalenconstructies voor.

Bij zelfdragende wanden wordt de constructie opgebouwd als volgt (zie Figuur 6): 1. Als fundering wordt een doorlopende funderingssleuf of een funderingsplaat

gebruikt.

2. Daarop komt een bescherming tegen opstijgend vocht en een houten muurplaat. Deze wordt stevig bevestigd aan de fundering omdat de strobalen worden aangetrokken tegen deze plaat.

3. Op de hoeken worden palen opgericht ter versteviging en ter geleiding, zodat het makkelijker is om een rechte wand te construeren.

4. Het stro wordt gestapeld in halfsteens verband. Op de plaatsen waar raam- en deuropeningen moeten komen, wordt een houten frame voorzien – zoals bij betonbekistingen.

5. De strobalen worden verticaal verbonden door het inhameren van wapeningsstaven of houten stokken. De raam- en deurbekistingen worden op analoge wijze in het stro verankerd.

6. Bovenop de strowand komt een tweede muurplaat, die door middel van een spansysteem naar de onderste muurplaat wordt getrokken. Zo worden de strobalen extra gecompacteerd, om een steviger wand te bekomen en om latere zettingen te voorkomen of beperken.

7. Op de muurplaat wordt een dakconstructie gebouwd.

8. De wandafwerking bestaat doorgaans uit een leempleister en verloopt analoog als bij skeletwanden. (Zie verder onder §3.4.)

Het gebruik van strobalen met een voldoende hoge densiteit is bij zelfdragende wanden nog meer van belang dan bij skeletbouw vermits er minder compactie mogelijk is tijdens de constructie, maar wel een redelijke kracht zal uitgeoefend worden op de wanden door het dak. Bij skeletbouw kan er makkelijker druk uitgeoefend worden op de gestapelde strobalen omdat het skelet hierbij kan helpen (zie verder onder §3.4.1).

(24)

Figuur 6 Verschillende stappen in de constructie van een zelfdragende strobalenconstructie (bron: Corum, 2005)

(25)

Webbey De Keyser Strobalenbouw Voordelen van de „load bearing‟ techniek zijn:

 Eenvoudig en snel: er zijn weinig moeilijke details, de techniek is gemakkelijk aan te leren en toe te passen

 Goedkoop: er zijn geen aannemers nodig (de bouwheer kan alles zelf doen), en er is enkel hout nodig voor de muurplaten en het dak

Nadelen van de „load bearing‟ techniek zijn:

 In principe kunnen enkel gebouwen van één verdieping opgetrokken worden vermits het dak de strobalen aandrukt. Omdat het dak pas op het einde wordt geplaatst, zijn de strobalen gevoeliger aan regenweer en treden zettingen pas na enige tijd op. Daardoor moet even gewacht worden met het bepleisteren van de wanden om scheurvorming te voorkomen.

 Openingen voor deuren en ramen mogen niet meer dan 50 % van de totale bouwoppervlakte bedragen om de stabiliteit niet in gevaar te brengen.

3.2.2. Skeletbouw

In houtskeletbouw kunnen twee verschillende methoden onderscheiden worden om de draagstructuur op te trekken. De eerste is de „post and beam‟ methode, de tweede wordt de „platform and balloon‟ methode genoemd. Beide maken gebruik van naaldhoutsoorten zoals den, vuren, lariks, …

A. Post and beam

Bij deze skeletbouwwijze bestaat het dragend skelet uit verticale kolommen en horizontale balken. Waar beide met elkaar verbonden zijn, spreekt men van een knoop. Omdat de constructie bestaat uit rechthoeken, kan er een gebrek aan vormstabiliteit optreden. Om dat te voorkomen, worden ofwel windverbanden geplaatst (diagonale verbindingen tussen kolommen, balken of knopen, zodat driehoeken bekomen worden), ofwel worden de knopen op een “stijve” wijze uitgevoerd, zodat ze zeker niet scharnierend zijn. Er kan ook stijfheid aan de constructie verleend worden door een doorlopende beplating aan te brengen (een techniek die standaard bij de platform and balloon methode toegepast wordt). In het geval van strobalenbouw wordt normaalgezien voor balken en kolommen gekozen die een grote breedte hebben (45 cm). Daardoor heeft een knoop een oppervlakte van 45 bij 45 cm, en kunnen er 4 bouten voorzien worden, die scharnierende effecten moeten tegengaan.

Voor particuliere woningbouw (tot 2 verdiepingen) worden geen specifieke stabiliteitsberekeningen meer gemaakt aangezien er al voldoende expertise

(26)

Webbey De Keyser Strobalenbouw aanwezig is bij de Vlaamse strobalenarchitecten1_{uit voorgaande projecten.}

Bovendien hebben de schrijnwerkers die het houtskelet plaatsen ook voldoende ervaring om aan te voelen wanneer een constructie onvoldoende stabiel zou zijn. Voor grotere vloeren wordt gebruik gemaakt van sterkteberekeningen op basis van gegevens die door de fabrikant van de gebruikte gelamelleerde balken ter beschikking gesteld worden (zie b.v. Tabel 4).

Tabel 4 Gegevens van gelijmd gelamelleerd hout die kunnen gebruikt worden bij berekeningen met betrekking tot de toelaatbare belasting van het houtskelet (bron: BUtgb, 2006)

Homogeen gelijmd gelamelleerd hout Gemengd gelijmd gelamelleerd hout Houtkwaliteit lamel S6 S8 S10 S8/S6 S10 /S8 S10 /S6 Sterkteklasse lamel C18 C24 C30 C24/ C18 C30/C24 C30/ C18 Karakteristieke densiteit

lamel (kg/m³) 320 350 380 350/320 380/350 380/320 Min. karakteristieke

buig-spanning vingerlas (N/mm²) 24 28 33 28/24 33/28 33/24 Buigspanning (N/mm²) 10 (20) 12 (23) 14 (28) _(23/20)12/10 _(28/23)14/12 _(28/20)14/10 Trekspanning // (N/mm²) 7 (14) 8 (16) 10 (19) _(16/14)8/7 _(19/16)10/8 _(19/14)10/7 Trekspanning ⊥ (N/mm²) 0.15 (0.37) 0.2 (0.40) 0.2 (0.47) 0.2/0.15 (0.45/0.37) 0.2 (0.47/0.40) 0.2/0.15 (0.45/0.35) Drukspanning (N/mm²) 10 (21) 12 (24) 13 (26) 12/10 (24/21) 13/12 (25/24) 13/10 (25/21) Schuifspanning (N/mm²) 0.9 (2.2) 1.2 (2.6) 1.3 (3.2) 1.2/0.9 (2.6/2.2) 1.3/1.2 (3.2/2.6) 1.3/0.9 (3.2/2.2) Module E (buiging) 10 000 12 000 12 500 12 000/10 000 12 500/12 000 12 500/10 000 Module G 580 700 800 800/580 800/700 8 000/580

Waarden tussen haakjes: kenmerkende weerstanden volgens EN 1194: 1999.

1_{Enkele architecten die in Vlaanderen ervaring hebben met strobalenbouw:}

Luc De Meyer, Kanunnik Bittremieuxlaan 75, 8340 Sijsele, [email protected] Mark Depreeuw, Moorkensplein 17 , 2140 Borgerhout, [email protected]

Ward Lagrain, De Roosen 60, 3910 Neerpelt, [email protected] Henk Van Aelst, Hertstraat 52, 2590 Berlaar, [email protected]

Herwig Van Soom, Blijde inkomststraat 35, 3000 Leuven, [email protected] Alexis Verseele, St-Pietersaalststraat 1, 9000 Gent, [email protected] Peter Vos, Tikkelsteeg 11, 3770 Riemst, [email protected]

(27)

Webbey De Keyser Strobalenbouw Architect Peter Vos werkt meestal om ecologische redenen met gelijmd gelamelleerde balken in onbehandelde rode Noorse den. De balken worden ovengedroogd op 80°C om aanwezige organismen te doden. In principe is het mogelijk dat er tijdens het bouwproces insecten (b.v. de huisboktor) hun eitjes leggen in de blote balken, maar nadat deze zijn uitgekomen in mei of juni treden er normaalgezien geen verdere problemen meer op met insecten. De lijmen die bij de productie van deze balken worden gebruikt, zijn onschadelijk voor de gezondheid, in tegenstelling tot sommige formaldehydelijmen die courant in plaatmaterialen worden gebruikt.

Een alternatief voor houtskeletbouw met volhouten balken of met gelijmd gelamelleerde balken, is een houtbouwsysteem op basis van zogenaamd stijve bouwknopen, ontwikkeld door architect De Medts. Het is een post and beam bouwwijze waarbij elke kolom wordt gevormd door vier verticale balken (Figuur 7). Deze vier balken zijn met elkaar verbonden via twee, drie of vier horizontale balken. Dankzij de driedimensionale onderlinge verbinding van de balken in de knoop, worden belastingen en momenten op een ideale wijze opgenomen met een minimum aan hout (VIBE, 2008c).

Figuur 7 De stijve bouwknoop van architect De Medts, bestaande uit vier verticale en twee horizontale (of zelfs schuine) balken (bron: VIBE, 2008c)

De vzw Casa Calida, opgericht door en voor strobalenbouwers, bouwt momenteel een workshop-atelier met deze nieuwe houtbouwwijze onder leiding van architect Peter Vos (Figuur 8). Het doel is onder andere om na te gaan of de techniek verenigbaar is met strobalenbouw, vermits hiervoor normaalgezien kolommen gebruikt worden met dezelfde breedte als de strobalen (45 cm). Indien het resultaat positief is, betekent dat niet alleen een potentiële verlaging van de benodigde hoeveelheid hout, maar gaat er tevens een nieuwe wereld open voor zelfbouwers. Niet alleen het stapelen van het stro en de afwerking van de wanden kan men dan zelf doen, maar ook het optrekken van het houtskelet, wat tot nu toe dient te gebeuren door een schrijnwerkfirma met behulp van een kraan.

(28)

Figuur 8 Vzw Casa Calida richt een klein testgebouwtje op om te onderzoeken of de houtskeletbouwwijze met de stijve bouwknopen van architect De Medts verenigbaar is met strobouw

B. Platform and balloon

Bij deze methode worden de dragende wanden gevormd door een reeks rechtopstaande spanten, aan beide zijden verstijfd met een plaatmateriaal zoals OSB. Tussen de spanten ontstaan verticale holle ruimten die worden opgevuld met een isolatiemateriaal. De verdiepingsvloeren rusten op de dragende muren, die al dan niet doorlopen over verschillende verdiepingen. Deze houtskeletbouwmethode wordt frequent toegepast en is de laatste jaren populairder geworden doordat het houtskelet in de functie van binnenspouwblad kan voorzien worden van goede isolerende eigenschappen, leidend tot lage-energiewoningen en passiefhuizen. In de strobalenbouw wordt deze methode echter niet toegepast, vermits het stro zich niet makkelijk in de verticale holten tussen het houtskelet laat aanbrengen, in tegenstelling tot bijvoorbeeld cellulosevlokken die onder druk door een opening kunnen ingeblazen worden.

Een variant van de „platform and balloon‟ methode wordt soms wel toegepast, onder andere door architect Henk Van Aelst. In deze variant worden de strobalen tussen een raamwerk van rechtopstaande spanten geperst (Figuur 9, Figuur 15). In vergelijking met de vaker toegepaste post and beam methode op basis van gelijmd gelamelleerde balken, heeft deze methode het voordeel dat het houtskelet volledig ingebed zit in de strobalen. Doordat het houtskelet niet doorloopt over de volledige

(29)

Webbey De Keyser Strobalenbouw breedte van de wand, zijn er tussen het hout en het stro geen naden die voor scheuren kunnen zorgen (zie §3.4.2) of als koudebrug optreden. Na afwerking zijn er geen elementen van het houtskelet meer zichtbaar, wat esthetisch soms als een nadeel kan beschouwd worden, maar wat op financieel vlak als voordeel kan hebben dat er goedkoper constructiehout kan gebruikt worden in plaats van de dure gelijmd-gelamelleerde balken.

Figuur 9 Strobalenbouwwijze waarbij de strobalen tussen een skelet van verticale spanten worden geklemd (bron: arch. Henk Van Aelst)

3.2.3. Verankering van het houtskelet op de fundering

Om een goede weerstand tegen windbelasting te verzekeren, is het essentieel dat de dragende constructie degelijk is verbonden met de fundering van het gebouw. Hoe dit gebeurt, hangt zowel af van het type fundering als van het type houtskelet. Er kunnen drie mogelijkheden onderscheiden worden.

A. Post and beam skelet op funderingszolen of op een vloerplaat

In dit geval dient er een verbinding gemaakt te worden tussen een verticale kolom en een horizontaal betonoppervlak. Voor deze verbinding wordt een beroep gedaan op metalen beugels die met draadstangen verankerd zijn in het beton en met behulp van bouten de houten kolom stijf op haar plaats houden. De beugels dienen hoofdzakelijk om horizontale verplaatsing tegen te gaan. Verticale druk wordt overgedragen naar de fundering via betonnen of hardhouten blokjes, waarvan de dikte nog kan aangepast worden om eventuele niveauverschillen tussen de funderingszolen te nivelleren. Figuur 10 illustreert het gebruik van verschillende soorten beugels en blokjes. Zoals de rechter afbeelding toont, wordt het houtskelet verstijfd door de kolommen ook aan de basis met elkaar te verbinden met balken.

(30)

Webbey De Keyser Strobalenbouw In het gebouw op de linker afbeelding bevindt de eerste dwarsbalk zich pas op enkele meter hoogte aangezien de ruimte op het gelijkvloers als carport dienst doet. Om de onderlinge afstand tussen de kolommen constant te houden, werd hier voor doorlopende funderingsbalken gekozen.

Figuur 10 Verbinding van een post and beam houtskelet met funderingszolen

B. Post and beam skelet op funderingsmetselwerk of keldermuren

Indien het houtskelet op een doorlopende muur bevestigd wordt, voorziet men eerst een balk die aan de binnenzijde van het gebouw door middel van ijzers met het beton is verbonden. De kolommen rusten op de onderste balken en zijn er ook met (hoek)ijzers aan bevestigd. De balken spreiden op die manier de belasting van de kolommen gelijkmatiger over de muur. De bevestigingswijze met ijzers is esthetisch niet optimaal en wordt dus best alleen toegepast als het knooppunt na de afwerking niet meer zichtbaar is (Figuur 11).

C. Platform and balloon skelet op funderingsmetselwerk of keldermuren Zoals bij klassieke houtskeletbouw, wordt er in dit geval een onderste balk in de fundering verankerd door middel van ingebetonneerde draadstangen. De verticale stijlen worden door middel van hoekijzers met deze balk verbonden.

(31)

Figuur 11 Houtskelet rustend op een keldermuur als fundering (links) en verbinding van kolommen en balken door middel van ijzers (rechts)

3.3. Dak

Doordat er in onze streken normaalgezien met een houtskelet wordt gewerkt, spreekt het voor zich dat er voor het dak ook een houten constructie zal gebruikt worden en geen betonnen breedvloerplaten of welfsels. De bouwfysische opbouw van een dak op een strobalenwoning verschilt in principe niet van een ander dak, maar uiteraard wordt er stro gebruikt als isolatiemateriaal.

Zowel voor platte als hellende daken dient er gelet te worden op de afmetingen van de strobalen om ze makkelijk te kunnen aanbrengen tussen de spanten. De afstand tussen de dakspanten moet overeenkomen met de breedte van de strobalen (normaalgezien standaard 45 cm), eventueel verminderd met enkele centimeter zodat ze goed spannen tussen de balken. Ook de hoogte van de balken dient te worden afgestemd op de dikte van de strobalen. Normaalgezien bedraagt deze 35 cm, wat het noodzakelijk maakt om gebruik te maken van gelijmd gelamelleerde spanten. Indien geen rekening wordt gehouden met de afmetingen van de strobalen, en de spanten bijvoorbeeld op een standaardafstand van 40 cm uit elkaar geplaatst worden, komt er een aanzienlijke hoeveelheid bijkomend werk aan te pas om het stro aan te brengen in het dak.

Praktisch houdt men er best ook rekening mee dat het comfortabeler is om de strobalen via de bovenkant tussen de dakbalken te duwen dan om ze nadien via de onderkant te moeten aanbrengen. Als de weersomstandigheden het toelaten, wordt na het plaatsen van het houtskelet (inclusief de spanten van het dak) dus meestal eerst de onderste laag plaatmateriaal samen met het dampscherm op de onderkant

(32)

Webbey De Keyser Strobalenbouw van de spanten geschroefd. Daarna wordt het stro aangebracht via de bovenkant (Figuur 12) en wordt het geheel afgedekt met de bovenste laag plaatmateriaal en de waterdichting.

3.3.1. Platte daken

Voor platte daken wordt doorgaans geopteerd voor de opbouw volgens het principe van een „warm dak‟. Van binnen naar buiten bestaat het uit de volgende lagen: binnenafwerking (b.v. gipsvezelplaten), een plaatmateriaal (b.v. OSB), damp-scherm, dragende houten spanten met daartussen stro als isolatiemateriaal, een plaatmateriaal (b.v. multiplex), een waterdichte laag (b.v. EPDM), eventueel een ballastmateriaal en / of groendak.

Figuur 12 Het gebruik van stro als isolatiemateriaal in platte daken (bron: http://huisvanstro.skyrock.com)

3.3.2. Hellende daken

Hellende daken bestaan van binnen naar buiten doorgaans uit de volgende lagen: binnenafwerking (b.v. gipsvezelplaat), een plaatmateriaal (b.v. OSB), dampscherm, houten spanten met strobalen ertussen, een onderdakplaat (b.v. Celit, Gutex, Pavatex2_{), tengellatten, panlatten en ten slotte pannen of leien. Uiteraard kan er}

2_{Celit is een merknaam van gebitumineerde houtvezelplaten die vaak gebruikt worden als wind- en} waterdicht maar dampdoorlatend onderdak in de bio-ecologische bouwsector. Afmetingen: 2485 x 575 x 22 mm, densiteit: 270 kg/m³, 𝜆: 0.055 W/mK, prijs: ± 8.40 €/m² excl. BTW.

Gutex Multiplex-top is een analoog product uit Duitsland. Het wordt eveneens als isolerend, wind- en waterdicht, damp-open onderdak gebruikt in de bio-ecologische bouw. Afmetingen: 2500 x 750 x 18/22/28/35 mm, densiteit: 200 kg/m³, 𝜆: 0.044 W/mK, prijs: ± 7.50 €/m² excl. BTW (22 mm). Pavatex Isolair L is een derde merk van bio-ecologische onderdakplaten. De Zwitserse fabrikant legt vooral de nadruk op de goede thermische en geluidsisolerende eigenschappen, samen met een bescherming tegen oververhitting in de zomer. Afmetingen: 2480 x 750 x 18/22/35/52 mm, densiteit: ± 250 kg/m³, 𝜆: 0.047 W/mK, prijs: ± 7.50 €/m² excl. BTW (22 mm).

(33)

Webbey De Keyser Strobalenbouw ook gekozen worden voor andere dakbedekkingen zoals zink, wat minder milieu-vriendelijk is, of bv. cederhouten leien (shingles).

Figuur 13 Het gebruik van strobalen als isolatiemateriaal in hellende daken. Op de rechter foto zijn ook het dampscherm en de Celit onderdakplaten duidelijk te zien (bronnen: links: Van den Bruel, 2006; rechts: www.milieuadvieswinkel.be)

3.4. Buitenwanden

Buitenwanden van een strobalengebouw bestaan van binnen naar buiten uit de volgende lagen: een binnenafwerking, strobalen (al dan niet in een houtskelet) en een buitenafwerking. Normaalgezien is er dus geen sprake van een spouw.

3.4.1. Verwerking van strobalen tot muren

Strobalenwanden dienen in elk geval beschermd te worden tegen opstijgend vocht (zie Figuur 14). Dit kan door een waterdichte folie te plaatsen onder de onderste laag strobalen en een constructiewijze te hanteren waarbij de strobalen nooit in contact kunnen komen met de grond. Dit laatste kan op verschillende manieren: door de strobalen op een horizontale balk van het houtskelet te laten rusten, of door een sokkel te voorzien in steen of in cellenbeton (Figuur 15). De sokkel moet niet zo breed zijn als de strobalen zelf. Strobalen zijn normaalgezien 45 cm breed, maar voor de sokkel volstaat een breedte van 35 cm. Indien de sokkel breder zou zijn dan het stro, zou aflopend water zich hierop kunnen verzamelen, en zo in de onderkant van de balen dringen. In principe moet in de aansluiting van de bepleisterde strobalen met de sokkel een soort druiplijst voorzien worden, net zoals dat bij gevels in bepleisterd cellenbeton het geval is.

Behalve tegen vocht, dient een strobalenwand ook beschermd te worden tegen het binnendringen van „ongedierte‟. Stro bevat geen voedingsbestanddelen, maar kan wel aantrekkelijk bevonden worden door b.v. muizen om een warm en droog nest in te maken – waardoor stro dus in principe niet verschillend is van andere isolatie-

(34)

Figuur 14 Rottend stro in een 6 jaar oude strobalenwand (aan beide zijden bepleisterd met 50 mm cementpleister) die werd opgetrokken zonder bescherming tegen opstijgend grondvocht (Wihan, 2007)

Figuur 15 Er dient voor gezorgd te worden dat de strobalen nooit in contact komen met potentieel vochtige ondergronden door het voorzien van een waterdichte folie onder de eerste laag strobalen (links), door ze bovenop een horizontale balk van het houtskelet te plaatsen (links), of door een console of plint in een ander materiaal te voorzien (rechts) (bronnen: links: praktijkcursus strobalenbouw Casa Calida 21/09/2008; rechts: arch. Henk Van Aelst)

materialen. Om dit tegen te gaan, moet er op gelet worden dat er nergens een opening is waarlangs deze dieren de strobalenwand zouden kunnen binnendringen. De zijkanten worden daarom steeds afgewerkt met een bepleistering (zie verder), en aan de onderkant wordt een gaas van metaaldraad voorzien. Vooral op en in hoeken moet er voldoende aandacht besteed worden aan het goed verzorgen van de afdichtingen. Op de rechter foto in Figuur 15 is duidelijk te zien dat het metaalgaas wordt omgeplooid naar boven, zodat het in de bepleistering kan worden ingebed. Op de linker foto van Figuur 15 is het gaas niet zichtbaar omdat het werd aangebracht tussen de onderste horizontale balken van het houtskelet.

(35)

Webbey De Keyser Strobalenbouw De strobalen worden steeds gestapeld in een min of meer halfsteens verband. De tweede laag wordt met de eerste verbonden door er gepunte wilgentakken in te kloppen. Ook de derde laag wordt op deze manier met de twee voorgaande lagen verbonden. Na elke 3 lagen strobalen (dus in principe ongeveer om de meter), worden de lagen onder hoge druk samengeperst. De lengte van de wilgentakken moet daarom een 15 à 20-tal cm korter zijn dan de hoogte van de drie lagen strobalen.

In het geval van zelfdragende wanden, worden de balen met staaldraad ( 2.5 mm) tegen de fundering of onderste muurplaat aangetrokken. Deze staaldraad blijft in de constructie zitten en blijft dus continu onder spanning staan. In het geval van houtskeletbouw, worden de balen na samendrukking verankerd met behulp van houten balken die aan het houtskelet worden bevestigd. De hulpmiddelen die werden gebruikt voor het samendrukken, kunnen daarna worden verwijderd. Voor het samendrukken zijn er twee verschillende methoden in omloop (Figuur 16).

 Samendrukking met behulp van spanriemen

Bij deze methode wordt er bovenop de strobalen een tijdelijke houten constructie voorzien van twee aan elkaar geschroefde balken die de druk van de spanriemen gelijk moet verdelen over de hele lengte en breedte van de muur. Opdat de muur geen kromming zou vertonen langs één zijde, worden de spanmechanismen van de spanriemen afwisselend langs binnen en buiten geplaatst, en wordt er vanboven een houten plaatje voorzien waarover de spanriemen kunnen glijden.

 Samendrukking met behulp van hydraulische persen

Bij deze werkwijze wordt de druk verleend door 2 hydraulische krikken die worden opgespannen tussen een (tijdelijke) balk van het houtskelet en de balk(en) die op de bovenkant van de strobalenwand liggen. De hydraulische persen zijn verkrijgbaar in zaken waar autotoebehoren verkocht worden, want ze worden ook gebruikt als krik voor vrachtwagens. De kracht die een dergelijke krik kan leveren, varieert naargelang het model van 20 tot 120 kN.

(36)

Figuur 16 Het samendrukken van de strobalen kan gebeuren met behulp van spanriemen (links) of met hydraulische persen (rechts)

Om de strobalen in de samengedrukte positie te houden, worden houten balken gebruikt die worden vastgemaakt aan het houtskelet. Ook hiervoor bestaan twee verschillende werkwijzen.

 Volhouten balken over de hele breedte van de muur. (Figuur 17) In deze werkwijze worden twee baddingen van kopmaat 70 × 220 mm of 80 × 230 mm naast elkaar gelegd, zodat ze de hele breedte van de muur bedekken. Deze worden vervolgens samen met de strobalen aangedrukt op één van de bovenstaande manieren, waarna ze bevestigd worden aan de kolommen van het houtskelet met behulp van metalen hoekijzers of multiplex plankjes. In dit laatste geval worden ook best nog enkele lange nagels gebruikt om het horizontale en verticale element rechtstreeks te verbinden.

 Eén balk ingewerkt in de bovenste laag strobalen. (Figuur 18)

Voor deze methode wordt er in de bovenste laag strobalen een sleuf gemaakt waar een balk met kopmaat 80 × 80 mm in past. Dit uitfrezen gebeurt met behulp van een slijpschijf of kettingzaag. De voordelen van deze methode zijn dat er 50 tot 60 % minder hout nodig is, en dat er geen onderbreking van het stro is aan de binnen- en buitenzijden van de strobalenwand. Dit verlaagt het risico op scheuren in de leemlaag die later wordt aangebracht, aangezien er geen overgang tussen verschillende materialen moet worden gemaakt. Om zeker te zijn dat dit systeem de strobalen voldoende onder druk houdt, wordt een balk voorzien in elke laag strobalen of om de twee lagen in plaats van om de drie lagen.

(37)

Figuur 17 De strobalen worden op spanning gehouden door horizontale balken die aan de kolommen van het houtskelet worden vastgemaakt door middel van multiplex plankjes (links) of hoekijzers (rechts)

Figuur 18 Het inslijpen van een sleuf laat toe vierkante balkjes te gebruiken voor het op spanning houden van de strobalen

Nadat de strobalen werden aangedrukt en op één van de bovenstaande wijzen werden verankerd, worden de binnen- en buitenzijde van de wand effen geschoren met behulp van een kettingzaag of zware haagschaar op benzinemotor. Op deze manier worden al te grote oneffenheden vermeden, waardoor het aanbrengen van een bepleistering makkelijker wordt.

(38)

3.4.2. Buitenafwerking

Stro heeft een goede damp-openheid nodig om gezond te blijven. Concreet betekent dit dat alles wat gebruikt wordt om het stro weerbestendig of decoratief te maken, deze natuurlijke damp-openheid niet mag blokkeren. Zoniet kan het stro beginnen rotten. Plastieken schermen of synthetische afwerkingen worden best niet gebruikt.

De ideale afwerking voor stro is een traditionele op kalk gebaseerde pleister of natuurlijke leempleister, omdat dit ook ademende materialen zijn, geschilderd met open verven. Cementpleisters en kunstharspleisters zijn minder of niet damp-open en tevens minder milieuvriendelijk. Het gebruik ervan bij strobalenbouw wordt daarom afgeraden.

Indien gewenst, kan er voor gekozen worden om als buitenafwerking toch een gemetste muur te voorzien, maar dat heeft dan wel volgende consequenties:

 de strobalenwand dient hoe dan ook toch bepleisterd te worden (om geen ongedierte toe te laten en omwille van de brandweerstand),

 het voorzien van spouwhaken om het parement met de strobalenwand te verbinden is niet evident,

 er dient over de volledige lengte van de muur een funderingszool voorzien te worden,

 bij de aansluiting van de muur met het schrijnwerk moeten koudebruggen vermeden worden,

 bakstenen worden als minder ecologisch verantwoord bouwmateriaal beschouwd omwille van de energie die vereist is bij de productie ervan, wat bij strobalenbouwers dus vaak indruist tegen de motivatie waarom er voor strobalenbouw gekozen werd,

 en het is duurder.

Omwille van deze nadelen, en omdat een professioneel aangebrachte buiten-bepleistering perfect in staat is het gebouw te beschermen tegen de weers-omstandigheden, worden gemetste gevels in de praktijk niet toegepast in de Vlaamse strobalenbouw.

Waar het, omwille van de kans op hevige slagregen, toch noodzakelijk is om af te zien van een bepleistering, wordt er dikwijls voor gekozen om een deel van de gevel uit te voeren in een houten beplanking (zie b.v. Figuur 20).