Goed ontwerp en juiste detaillering van levens(duur)belang (I)

Tekst: Eric de Munck, Centrum Hout
Beeld: Eric de Munck, tenzij anders vermeld

Kapellbrücke te Luzern (CH): overkapping als middel om constructies te beschermen tegen langdurig vochtbelasting. Foto: Wikipedia Commons.

Bij de aanbesteding van nieuwe kunstwerken in de gww, maar ook bij renovatie en onderhoud, wordt gestuurd op kosten, prestaties en risico. In toenemende mate wordt echter ook gekeken naar milieuaspecten, zoals milieuprestatie (MKI) en circulariteit (herbruikbaarheid, recycling mogelijkheden en losmaakbaarheid). De ontwerplevensduur, en daarmee ook de  technische levensduur, van de toe te passen materialen zijn daarbij cruciaal. Hout is bij uitstek een circulair materiaal vanwege haar biobased en hernieuwbare karakter. Maar in de praktijk wordt de levensduur van kunstwerken van hout nog te vaak onnodig bekort. Door beter te ontwerpen, goed te detailleren en voldoende onderhoud kan de levensduur van houtconstructies eenvoudig worden verlengd.

Basisprincipes

Brugleuning dubbel afgeschuind.

Voor de lange technische levensduur van een houttoepassing is de relatie tussen hout, vocht en zuurstof zeer bepalend. Ontbreekt één van deze laatste factoren dan vindt er niet of nauwelijks houtaantasting plaats. Een goed van regen afgeschermde houtconstructie kan eenvoudig honderden jaren mee, zoals wordt aangetoond door de Kapellbrücke te Luzern (Zwitserland). Hiervan is een deel nog geheel origineel en stamt uit circa 1360. Hout dat onder water wordt toegepast wordt afgesloten van zuurstof, waardoor geen schimmelaantasting plaats kan vinden. Dat is ook de reden dat hout onder de waterlijn, zoals bij damwanden, nauwelijks worden aangetast.

Hieruit volgen dus voor ontwerp en detaillering van houten kunstwerken twee heel eenvoudige vuistregels:

1. Hout afschermen: zorg dat het hout niet nat kan worden, of;
2. Vocht afvoeren: zorg dat het hout weer snel kan drogen.

Luchtig gedetailleerde aansluiting doorvalleuning op brugstijl.

Als je in het ontwerp en bij het detailleren volledig hebt voldaan aan deze voorwaarden, zal het risico op degradatie zeer sterk afnemen. Zoals bij alle kunstwerken zal gekeken moeten worden welk niveau van assetmanagement benodigd is voor betreffende toepassing. Zeker met het oog op afwijkingen van het ontwerp of veranderingen die zijn ontstaan door gebruik (schade). Door tijdige inspecties kan waar nodig worden ingegrepen.

De levensduur van houttoepassingen in grondcontact en/of boven de waterlijn worden natuurlijk ook bepaald door het klimaat, UV-straling, bodemsoort, et cetera. Maar daar hebben we, afgezien van de locatiekeuze en het uitvoeren van voldoende onderhoud, minder invloed op.

Vochtophoping op plat vlak voorkomen.

Voorkom horizontaal plat vlak

Vocht zal op een horizontaal, dus plat vlak, langer blijven liggen en meer kans hebben om in het hout opgenomen te worden, dan wanneer het vocht wordt weggeleid van de constructie. Toepassingen die nu vaak nog met een breed plat vlak worden uitgevoerd zijn: brugleuningen, brede gordingen, liggers en brede dekdelen. Wanneer een plat oppervlak langdurig vocht heeft kunnen opnemen, zal bij het weer drogen scheurvorming kunnen optreden. Hierdoor kan bij vervolgbelasting het vocht dieper in het hout dringen, met als gevolg verdere scheurvorming. In de scheuren zal zand inwaaien waardoor de vochtige omstandigheden langer aanhouden en het proces van veroudering zich zal versnellen. Door te kiezen voor een ontwerp dat het vocht afvoert (zie Figuur 1) wordt de levensduur aanzienlijk verbetert.

Figuur 1. Duurzame ontwerpen van brugleuningen. Links: enkelzijdige afschuining. Midden: dubbelzijdig afschuining. Rechts: D-shaped.

Bolle brugleuning, Prinses Maxima park te Vleuten.

Voorkom capillair water en opgesloten vocht

Watermoleculen willen zich het liefst aan elkaar rijgen. Dit wordt vergemakkelijkt wanneer er kleine ruimtes of naden tussen bouwonderdelen ontstaan. Hier kruipt het water in, wordt daarmee min of meer opgesloten en laat zich door hygroscopische eigenschappen ook niet zo makkelijk meer verwijderen. Daarom is het goed om dergelijke naden niet te laten ontstaan in het ontwerp. Daarom moeten ook alle houtverbindingen, voor zover dit constructief-technisch mogelijk is, luchtig gedetailleerd worden, ofwel met een dilatatie. Dit geldt zowel voor langs-langs, als voor kops-langs en kops-kops ontmoetingen, zoals bij:

• bruggen en steigers (leuningen, dekdelen en liggers, staanders en liggers, et cetera);
• remmingwerken (ontmoetingen tussen wrijfstijlen, gordingen, palen, verbindingsblokken en klossen);

In brugstijl gefreesde doorvalleuning met kans op vochtophoping.

Afstandhouders leuningstijl zorgen voor luchtige detaillering met brugligger en dekdelen.

Luchtig gedetailleerde brugstijl met afstandhouders.

Voorbeeld afstandhouders. Foto: Meerdink Bruggen.

Breng dilataties aan

De brugleuning van de fiets- en voetgangersbrug is vanwege de lengte vaak opgebouwd uit een aantal in het verlengde van elkaar aangebrachte delen. Om te zorgen dat er geen capillair vocht tussen de delen trekt en ‘gevangen’ blijft moeten de kopse kanten met een tussenruimte (dilatatie) van ten minste 7 tot 10 mm worden aangebracht.

Vervolgserie

In deel 2 van deze serie gaan we verder in op het ontwerpen en detailleren van onder andere brugdekken, houtconstructies en paal- en remmingwerk. Wilt u een volledig overzicht van verbeterde ontwerpen van houtconstructies in de gww, dan is het CROW-CUR Rapport 213 ‘Hout in de gww’ een aanrader.

Dilatatie bij aansluitingen voorkomt vochtophoping.