Strobalenbouw in Nederland

Strobalenbouw in NederlandEen onderzoek naar de mogelijkheden van Nederlandse

massawoningbouw uit strobalen.

Door:Arno Mulderij, Bram Bus en Daniël Tulp

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

dVoorwoordBeste lezer, voor u ligt het verslag van het onderzoek uitgevoerd door Arno Mulderij, Bram Bus, en Daniël Tulp in het kader van hun project gestuurd onderwijs aan de faculteit Bouwkunde van de Technische Universiteit Eindhoven.

Dit verslag is tot stand gekomen na literatuurstudie en het combineren van informatie uit die literatuur en andere bronnen. Wij danken allereerst onze begeleiders Arno Pronk en Theo Hauben voor hun hulp. Daarnaast danken wij Faas Moonen, Rene Dalmeijer, Rimmert Lankhaar, Christa de Vaan, Michel Post en anderen die informatie hebben verstrekt of ons hebben geholpen bij het vinden van informatie.

Arno MulderijBram BusDaniël Tulp

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

dSamenvattingHet gebruik van stro als bouwmateriaal is ver in de geschiedenis terug te vinden. De mens gebruikt stro, gras en riet al van oudsher in bijvoorbeeld combinaties met leem en hout om er woningen mee te bouwen. Deze materialen werden gebruikt omdat ze makkelijk te verkrijgen en betrouwbaar waren. De echte huizen, in de vorm zoals we die nu kennen, gemaakt van stro, dateren tot 200 jaar terug.

Eind 19e eeuw werd het technisch mogelijk om stro samen te persen tot balen en die werden niet veel later ingezet in de bouw voor onder andere woningen en andere gebouwen

Er zijn een heleboel ontwerpen te realiseren met strobouw. Er zijn echter wel een aantal dingen waar je rekening mee moet houden. De maten van het gebouw worden bepaald door de strobalen, en deze strobalen moeten op hun beurt weer goed beschermd worden tegen vocht en ongedierte.

Het bouwen van een woning met strobalen in Nederland heeft met name gevolgen door het hoge vochtgehalte in Nederland. De wering van vocht is erg belangrijk. Temperatuurverschillen met de gebieden in Amerika waar dit materiaal op grote schaal als bouwmateriaal wordt toegepast hebben geen consequenties.

Strobalen zijn thermisch zeer efficiënt en energiezuinig. De R-waarde is ongeveer 3 keer zoveel als bij conventionele bouwmaterialen. Ook heeft een strobalenwand heeft een goed warmteaccumulerend vermogen. Hierdoor blijft de relatieve vochtigheid binnen constant.

Voor de geluidsisolatie verwijzen we naar een T8 onderzoek naar de geluidsisolatie van strobalen. Hieruit blijkt dat de strobalenwand in combinatie met de stuclagen een geluidsisolatie heeft van 50dB(A), dit is tweeëneenhalf keer meer dan de minimale eis gesteld in het bouwbesluit

Zoals hierboven gesteld is in Nederland vocht het belangrijkste aspect bij het toepassen van stro als bouwmateriaal. Het veroorzaakt rot, schimmel en zorgt voor een afname van de stevigheid. Een van de belangrijkste oorzaken van vochtproblemen is het optreden van inwendige condensatie. Deze wordt veroorzaakt door koudebruggen. Belangrijk is dat deze in de detaillering worden vermeden. Er zijn buiten de stuclaag geen extra dampremmende maatregelen nodig om inwendige condensatie te voorkomen. Een strobalenwand die is afgewerkt met leemstuc heeft een vochtregulerende werking. Hiermee word bedoeld dat de wand schommelingen in de relatievevochtigheid (RV) binnen opvangt. Uit een vochtbalans blijkt dat in tegenstelling tot wat veel in de literatuur wordt beweerd er geen dampdiffusie optreed in de met stuc bewerkte strobalen.

De keuze voor het materiaal stro als bouwmateriaal is van invloed op het ventilatieconcept van de woning. Ventilatie zorgt voor de afvoer van vervuilde en vochtige lucht. Voldoende ventilatie is dus van belang.

Uit onderzoeken blijkt dat een massawoning van twee verdiepingen (inclusief zolder verdieping) zoals in hoofdstuk 9 wordt beschreven wat betreft de mechanica gebouwd kan worden als men de juiste wapening, stuc en precompressie toepast. Alleen op het gebied van de kruip zijn er geen harde feiten, los van de praktijk, die bewijzen dat het mogelijk is.

Wat betreft vervolg onderzoek kan er meer structuur en helderheid aangebracht worden in de manier waarop het stuc met de strobalen samenwerkt en hoe men dit het beste kan benutten. Er zijn nog te weinig gegevens om inzichtelijke conclusies te kunnen trekken die kunnen leiden tot (reken)regels en mechanische principes als het gaat om het bouwen in de Nebraska methode.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

dHet bouwen van een woning in strobalen is relatief eenvoudig. In Amerika worden er workshops georganiseerd waarin de principes van het bouwen met stro in een workshop van twee dagen kan worden aangeleerd. Het is zelfs mogelijk voor particulieren om op deze wijze zelf een huis te bouwen.

In Nederland komt er bij de toepassing van stro in de woningbouw meer kijken. Het verschil in klimaat zorgt ervoor dat er bijzondere aandacht moet worden besteed bij de detaillering aan het weren van vocht.

Een ander aspect dat bij het bouwen van een woning in stro erg belangrijk is, is dat stro een heterogeen materiaal is. Alle eigenschappen zijn variabel. Wanneer stro met een andere dichtheid wordt geperst en gebonden kunnen hier modificaties in worden aangebracht. Een andere manier om de eigenschappen te veranderen is door de samenstelling van de stuclaag aan te passen.

Het bouwen met stro staat in Nederland nog niet erg duidelijk op de kaart. Veel regelgeving omtrent het bouwen met stro zijn nog niet aanwezig en tevens wordt het ook weinig gestimuleerd. Er is ook nog geen subsidieregelgeving voor bouwprojecten uitgevoerd in stro. Het realiseren van strobalen woningen is dus vooral afhankelijk van de ambities van de opdrachtgever. De Arbo wetgeving schrijft voor dat het bouwen met de kleinere balen van 10kg mogelijk is en dat er voor het bouwen met de grotere balen van 17kg mechanische hulpmiddelen nodig zijn. Tijdens het bouwen van een strobalenwoning is het in Nederland verstandig om dit onder een tent te doen om een droge werkplek te krijgen. Vocht is de grootste vijand en moet daarom geweerd worden uit de balen.

Door een degelijke uitvoering en onderhoud zijn alle gevaren die een strobalenwoning zouden kunnen aantasten te voorkomen. Grootste problemen zijn vocht, brand en ongedierte. Mochten er toch strobalen worden aangetast zijn deze redelijk eenvoudig te vervangen. Als het huis goed wordt onderhouden kan het zijn dat de woning tientallen jaren kan blijven staan, er zijn voorbeelden van strobalenwoningen uit eind 1800.

Een strobalenwoning is niet alleen gebouwd uit duurzame materialen, hij is ook duurzaam in het gebruik. Door de hoge isolatiewaarde kan er flink worden bespaard op de energierekening. Bij de sloop van de woning komen ook voornamelijk natuurlijk afbreekbare producten vrij.

Het uitvoeren van een woning, die is ontworpen in gangbare bouwmaterialen als baksteen, beton en hout, in het materiaal stro heeft geen grote consequenties. De afmetingen konden redelijk behouden blijven. Bij erg grote ramen zouden er problemen kunnen ontstaan door zettingen van de strobalen. De ramen zijn immers niet vervormbaar en de last wordt de grote ramen opgenomen door in verhouding kleine strobaal wand. Deze wand zal dan meer in gaan zakken dan de wand onder de raamopening. Ander problemen ontstaan bij de binnenwanden die door zettingen in het stro vrij moeten kunnen vervormen. Door een schuif systeem is dit goed op te lossen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

dInhoudInleiding....................................................................... 1

Onderwerp van het onderzoek ............................................................................ 1Doel van het onderzoek ..................................................................................... 1Hoofdvraag ...................................................................................................... 1Toetsingscriteria ............................................................................................... 1

1 Algemene aspecten strobouw ..................................21.1 Stro ...................................................................................................................... 21.2 De opbouw van de stengel .................................................................................. 21.3 Geschiedenis ....................................................................................................... 31.4 De strobalen ......................................................................................................... 31.6 Bouwmethoden .................................................................................................... 41.7 Allergische reacties .............................................................................................. 4

2 Architectuur ............................................................ 52.1 Vormentaal ........................................................................................................... 52.1.1 Houtskeletbouw ................................................................................................... 5

2.1.2 Nebraskamethode ................................................................................... 52.1.3 Muren ................................................................................................... 52.1.4 Afwerking .............................................................................................. 52.1.5 Overstekken ........................................................................................... 62.1.7 Kozijnen ................................................................................................ 62.1.8 Strodaken .............................................................................................. 6

2.2 Ontwerpvrijheid .................................................................................................... 62.3 Samenvattend ...................................................................................................... 6

3 Bouwfysica .............................................................. 73.1 Nederlands klimaat .............................................................................................. 73.2 Warmte ................................................................................................................. 83.3 Geluid ................................................................................................................. 103.4 Vocht ...................................................................................................................11

3.4.1 Algemeen .............................................................................................113.4.2 Dampdiffusie .........................................................................................113.4.3 Inwendige condensatie ...........................................................................123.4.4 Vochtregulatie .......................................................................................13

3.5 Lucht .................................................................................................................. 143.6 Samenvattend .................................................................................................... 14

4 Mechanica ............................................................... 154.1 Losse strobalen .................................................................................................. 154.2 Hulpconstructies ................................................................................................ 154.3 Nebraska methode ............................................................................................. 16

4.3.1 Drukkrachten ........................................................................................164.3.2 Kruip ....................................................................................................184.3.3 Dwarskrachten in het vlak .......................................................................194.3.4 Dwarskrachten uit het vlak ......................................................................20

4.4 Samenvattend .................................................................................................... 22

5 Bouwtechniek .......................................................... 235.1 Materiaaleigenschappen ................................................................................... 23

5.1.1 Strobalen ..............................................................................................235.1.2 Stuc .....................................................................................................23

5.2 Nebraskamethode in detail ................................................................................ 245.2.1 Steenachtige basis ...................................................................................245.2.2 Stabiliteit door voorspannen ......................................................................255.2.3 Vloeren en daken .....................................................................................25

5.3 Overige detaillering ............................................................................................ 255.3.1 Algemeen .............................................................................................255.3.2 Funderingsdetail/ Begane grondvloer ........................................................255.3.3 Kozijndetail ...........................................................................................265.3.4 Dakdetail ..............................................................................................26

5.4 Samenvattend .................................................................................................... 26

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d6 Uitvoering ............................................................. 27

6.1 Grondstofvoorraad en seizoensgebondenheid .................................................. 276.2 Regelgeving ....................................................................................................... 276.3 Stimulering gebruik hernieuwbare materialen .................................................... 276.4 Arbo wetgeving .................................................................................................. 286.5 Maatregelen op de bouwplaats .......................................................................... 296.6 Bouwproces en bouwtijd .................................................................................... 296.7 Onderhoud ......................................................................................................... 30

6.7.1 Vocht ...................................................................................................306.7.2 Brand ...................................................................................................316.7.3 Ongedierte ............................................................................................316.7.4 Vochtsensoren .......................................................................................31

6.8 Vervangen van strobalen ................................................................................... 326.8.1 Niet dragende wand ...............................................................................326.8.2 Verwijderen van de balen ........................................................................326.8.3 Vervangen van de balen ...........................................................................326.8.4 Dragende wand .....................................................................................336.8.5 Arbeid ..................................................................................................33

6.9 Levensduur ........................................................................................................ 336.10 Duurzaamheid .................................................................................................... 346.11 Samenvattend .................................................................................................... 34

7 Ontwerp ................................................................ 367.1 Origineel ontwerp ............................................................................................... 367.2 Ontwerp in strobalen .......................................................................................... 367.3 Vergelijking ......................................................................................................... 367.4 Samenvattend .................................................................................................... 36

8 Conclusies ............................................................. 37

9 Aanbevelingen voor onderzoek .............................. 38

10 Nawoord ................................................................ 39

11 Bronnenlijst ........................................................... 4011.1 Internetbronnen .................................................................................................. 4011.2 Literatuur ............................................................................................................ 41

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 1

InleidingDit onderzoek is opgezet aan de hand van de capaciteitsgroepen van de faculteit Bouwkunde aan de TU/e (met uitzondering van Stedebouw en Vastgoed) te weten Architectuur, Bouwfysica, Bouwtechniek, Constructief Ontwerpen en Uitvoeringstechniek. Op deze manier hopen we ieder aspect van het bouwen van een massawoning in strobalen te kunnen onderzoeken. We richten ons bewust in dit onderzoek alleen op het technische gedeelte van de bouw. Het financiële, management technische, stedebouwkundige en het antropologische aspect worden niet behandeld.

Onderwerp van het onderzoekStrobalenbouw in Nederland

Doel van het onderzoekIn Nederland is er nog niet op grote schaal gebouwd in stro. Het doel van dit onderzoek is dan ook om erachter te komen of het mogelijk is om strobalenbouw in de massawoningbouw te gebruiken.

HoofdvraagIn hoeverre is het mogelijk om massawoningbouw in Nederland uit te voeren in strobalen met de Nebraska bouwmethode?

ToetsingscriteriaVoor elk onderstaand onderdeel wordt gevraagd:In hoeverre is het mogelijk massawoningbouw in Nederland uit te voeren in strobalen met de Nebraska bouwmethode wat [..onderdeel..] betreft?

1. Bouwfysica1.1. Warmte1.2. Vocht1.3. Ventilatie1.4. Geluid1.5. Nederlands klimaat2. Bouwtechniek2.1. Grondstofvoorraad en seizoensgebondenheid2.2. Materiaaleigenschappen 2.3. Detaillering3. Mechanica3.1. Drukkrachten3.2. Dwarskrachten3.3. Kruip3.4. Vervormingen4. Architectuur4.1. Vormentaal4.2. Ontwerpvrijheid5. Uitvoeringstechniek5.1. Regelgeving5.2. Arbo wetgeving5.3. Winst-risico verhouding voor de aannemer5.4. Bouwproces en bouwtijd6. Exploitatie6.1. Onderhoud6.2. Levensduur6.3. Duurzaamheid

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 2

1 Algemene aspecten strobouw

1.1 StroStro is het restafval van granen. De gedroogde stengel, het stro, blijft over als de granen van de plant verwijderd zijn voor consumptie. Wereldwijd wordt er ieder jaar 1 miljard ton stro geproduceerd waarvan 60% gebaald wordt.

Vaak worden de balen gezien als afvalproduct van de graanoogst. Een deel ervan wordt nog wel gebruikt als brandstof, grondstof voor papier, verpakkingsmateriaal en als veevoer. Hiervoor heeft het wel veel bewerkingen nodig.

Sinds begin jaren 90 worden de strobalen weer meer gebruikt als bouwmateriaal. Dit gebeurt echter vooral in de wat drogere gebieden op aarde.

1.2 De opbouw van de stengelAls het stro op de akkers groeit, kun je al zien dat het over goede sterkte eigenschappen beschikt. Want hoe is het mogelijk dat een strohalm zijn, naar verhouding, zware vruchtentros kan dragen en daarmee in weer in wind tot het eind toe overeind kan blijven staan? Om hier een antwoord op te vinden moeten we het stro op microscopisch niveau te bekijken.

De grootste last wordt door de celwanden gedragen, en wel voornamelijk door die van de steuncellen, die samen steunweefsel vormen. Er zijn twee soorten steunweefsel namelijk collenchymcellen en sclerenchymcellen, Collenchymcellen kunnen hun taak al uitvoeren als ze nog leven sclerenchymcellen als ze zijn afgestorven. De oorzaak ligt in de bouw van de wanden. Beide typen cellen zijn langgerekte vezels. De wanden bestaan voornamelijk uit cellulose. Deze cellulose is aanwezig in heel kleine vezels, de fibrillen. De fibrillen zijn onderling dooreen gevlochten of liggen min of meer parallel. In de wanden van de vezelvormige steuncellen worden steeds meer fibrillen boven elkaar aangelegd. De fibrillen van de opvolgende lagen overkruisen elkaar veelvuldig en lopen binnen de laag spiraalsgewijs.

Deze microstructuur verklaart de grote rekbaarheid en elasticiteit van zulke wanden. Elasticiteit en trekvastheid worden nog bevorderd door verdikking in de wanden. In collenchymcellen zijn alleen de hoeken verdikt of de beide aan het halmoppervlak evenwijdig gelegen wanden, Daardoor behoudt de collenchymcel de mogelijkheid via de andere, niet verdikte celwanden stoffen uit te wisselen. Hij blijft ondanks de door de verdikkingen veroorzaakte beperking leven en kan nog met de plant meegroeien. Ze kunnen echter niet voor de stevigheid zorgen, die een volgroeide halm nodig heeft. Voor dit laatste zorgen de sclerenchymcellen. Ook deze zijn langgerekt, maar in tegenstelling tot de collenchymcellen zijn alle wanden verdikt, zodat daarbinnen slechts een onbeduidende holte overblijft. De levende celinhoud wordt geheel opgebruikt bij de productie van materiaal voor de opbouw van de wanden.

Doorsnede van een strohalm

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 3

Een cel met wanden, die overal zo dik zijn en geen openingen hebben, is niet meer in staat de voor de levende benodigde stoffen uit de omgeving op te nemen. Bovendien bevindt zich in de wanden van sclerenchymcellen tussen de cellulosefibrillen, houtstof. Enerzijds wint de vezel daardoor aan drukvastheid en stevigheid, anderzijds beperkt de verhouting de uitwisseling van stoffen. Sclerenchymcellen hebben een draagvermogen dat overeenkomt met dat van het beste smeedijzer en in rekbaarheid overtreffen ze dit zelfs 10 tot 50 maal. Deze gunstige mechanische eigenschappen van het bouwmateriaal komen overigens pas volledig tot hun recht door de ruimtelijke verdeling van de steunweefsels in de strohalm. Bij bijna alle soorten strekt zich enkele cellagen onder de oppervlakte een gesloten en uit meerdere lagen opgebouwde ring van sclerenchymweefsel uit. Vaak zitten hierop aan de buitenkant nog wig- of T-vormige sclerenchymlijsten. Aan deze constructie danken strohalmen hun werkelijk verbluffende buigvastheid. Dit is makkelijk te bewijzen. Men kan een roggeplant bij de aar vastpakken en in een wijde boog naar de grond buigen, zonder dat hij knakt. En een flink ontwikkelde halm is nog altijd 1,80 meter lang en aan de basis slechts 4 mm dik.

Hoewel de sclerenchymbuis dus feitelijk de ruggengraat van de graanhalm is, is deze niet verantwoordelijk voor de unieke eigenschappen ervan. Het aandeel van de omringende weefsels moet zeker niet worden vergeten.Ongetwijfeld hebben ook de in de internodiën binnen de sclerenchymbuis parallel lopende vaatbundels een steunende werking, omdat hun wanden eveneens verhout zijn. Bovendien zijn ze dikwijls door een sclerenchymatische schede omgeven. Buiten de sclerenchymbuis en tussen de eventueel aanwezige lijsten liggen weefsels met niet verhoute celwanden. Deze vezels liggen eveneens binnen de buis tot aan de holle ruimte in de halm. Zoals al is aangetoond zijn verhoute cellulosewanden bijzonder elastisch. Juist dit samenspel van zeer elastische en zeer stevige elementen geeft de halm de combinatie van buigzaamheid en stevigheid, die men bij menselijke bouwwerken tot nu toe nog niet heeft kunnen bereiken.

1.3 GeschiedenisHet gebruik van stro als bouwmateriaal is ver in de geschiedenis terug te vinden. De mens gebruikt stro, gras en riet al van oudsher in bijvoorbeeld combinaties met leem en hout om er woningen mee te bouwen. Deze materialen werden gebruikt omdat ze makkelijk te verkrijgen en betrouwbaar waren. De echte huizen, in de vorm zoals we die nu kennen, gemaakt van stro, dateren tot 200 jaar terug.

Eind 19e eeuw werd het technisch mogelijk om stro samen te persen tot balen en die werden niet veel later ingezet in de bouw voor onder andere woningen, boerderijen, kerken, scholen, kantoren en supermarkten.

1.4 De strobalenEr worden verschillende types geproduceerd. De rechthoekige balen zijn voor de bouw geschikt. Hiervan zijn twee uitvoeringen gangbaar, de twee strengs en de drie

strengs strobaal (het aantal banden dat de baal bijeenhoud is dan respectievelijk 2 en 3).

Voor de strobalenbouw worden hele en halve balen gebruikt om een goed verband te kunnen realiseren. Deze halve balen worden gemaakt door met een naald banden tot halverwege aan te brengen van beide kanten en vervolgens de helften te scheiden.

Een nadeel van strobalen is de pluriformiteit, iedere baal is anders qua afmeting, dichtheid, vorm, stevigheid, oppervlakte enz.. Dit bemoeilijkt de standaardisatie.

Soorten strobalen

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 4

1.6 BouwmethodenNebraska stijl:De strobalen worden gestapeld en met metalen, houten of bamboe pinnen vastgezet, zodat ze een dragende functie uitvoeren. Men kan ze ook voorspannen door banden op spanning te brengen tussen een boven en een onderplaat.

Matrix methode:Hierbij worden de balen stapelt en gemetseld met mortel. Hier ontstaan echter grote koudebruggen, dus deze methode is niet aan te raden wanneer het binnen en buitenklimaat niet hetzelfde zijn.

Invulmethode:Hierbij vervullen de balen geen constructieve functie maar wordt deze overgenomen door een houtconstructie zodat de strobalen alleen een bouwfysische en

bouwtechnische functie uitvoeren.

Hybride constructie:Een combinatie van twee of meer verschillende methodes.

Een strobalen gebouw wordt over het algemeen als volgt gebouwd:

De fundering kan bestaan uit beton of puin. Er moeten pennen uit komen waar later de eerste laag strobalen op wordt vastgepind. Vervolgens worden de deuren raamkozijn constructies geplaatst en kan er met het stapelen van de strobalen worden begonnen.

Dit kan op twee manieren: plat liggend of op de zijkant. Zorg ervoor dat de balen vanuit de hoeken naar het midden worden gelegd en dat bij het ontwerpen rekening wordt gehouden met de maten van de balen (alleen hele en halve balen mogelijk). De balen moeten volgens het halfbaalsverband (afgeleid van het halfsteensverband) worden gestapeld. Eventuele inkepingen kunnen worden gemaakt met behulp van een hooizaag.

Als de gehele wand gereed is, wordt er een muurplaat opgelegd om de druk gelijkmatig over de balen te verdelen. Vervolgens kan hier de dakconstructie op aangebracht worden en kunnen de wanden worden afgewerkt.

1.7 Allergische reactiesMensen die hooikoorts hebben of astmatisch zijn kunnen allergisch reageren op stro. Daarom moet er speciale aandacht besteedt worden aan de afwerking van het stro. Goed geperste en gedroogde strobalen, die bovendien geschilderd of gepleisterd zijn kunnen geen oorzaak zijn voor hooikoorts. Er komt dan namelijk geen grasstuifmeel vrij.

Nebraska stijl

Invulmethode

Het opspuiten van een pleisterlaag

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 5

2 Architectuur

2.1 Vormentaal

2.1.1 HoutskeletbouwBij het gebruik van de invulmethode kunnen in principe dezelfde ontwerpen gebruikt worden als bij houtskeletbouw. De strobalen worden hier enkel gebruikt als invulling en isolatie, dus niet constructief. Er moet alleen rekening worden gehouden met de eisen die het gebruik van de strobalen met zich meebrengt. Zo moet de ruimte tussen de houten stijlen afgestemd zijn op het formaat van de strobalen.

2.1.2 NebraskamethodeBij deze methode worden de strobalen, in samenwerking met de stuclaag, constructief gebruikt. Er is niet veel expertise voor nodig om op deze manier een huis in elkaar te zetten. Deze methode wordt daarom veel toegepast door mensen die zelf hun huis bouwen.

Omdat op deze manier minder druk opgenomen kan worden door de wanden tellen deze huizen meestal maar één verdieping.

2.1.3 MurenStrobalenbouw wordt gekenmerkt door dikke muren die natuurlijk ontstaan door gebruik van de strobalen. Met de afwerking erbij wordt de muur al snel een halve meter dik.

Er zijn twee soorten balen, met drie of twee strengen ombonden. De baal met drie strengen is 600mm breed en de baal met twee strengen is 450mm.

In een regenachtig klimaat is het aan te bevelen om de onderste laag van de muur van bakstenen te maken. Dit in verband met vochtproblemen. Door opspattend regen wordt het onderste deel van de wand erg nat. Een bouwhoogte van 500 mm voldoet hierbij.

2.1.4 AfwerkingVoor de afwerking wordt meestal gekozen voor pleisterwerk. Door toevoeging van kleurstoffen is elke kleur te verkrijgen. Ook kan er een structuur in het pleisterwerk aangebracht worden met het oog op de esthetiek. Als je het stro alleen gebruikt als isolatiemateriaal in houtskeletbouw kan de wand ook afgetimmerd worden of dichtgemetseld. Bij het gebruik van hout of steen als afwerking moet er wel nog minimaal één pleisterlaag aangebracht worden als bescherming tegen intrekkend vocht, tegen aantasting door ongedierte, en als brandpreventie.

Woning in Middelharnis (Zeeland)

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 6

2.1.5 OverstekkenHet grootste gevaar bij een huis van stro komt van vocht. In het ontwerp moet rekening gehouden worden om de strobalen zo droog mogelijk te houden. In een vochtig en winderig klimaat als in Nederland moet je de muren beschermen tegen slagregen. Door gebruik van dakoverstekken kan dit gemakkelijk verholpen worden.

Bij de strobalenwoning in Ouwerkerk bij Zierikzee was er door een fout een te klein dakoverstek gemaakt. Hierdoor werd de onderliggende wand niet voldoende beschermd tegen de slagregen en werd daardoor te vochtig. Een oplossing was een laag kalkverf aanbrengen maar dit is uiteindelijk niet de juiste oplossing.

2.1.7 KozijnenDoor de dikte van de muren ontstaat er een grote vensterbank of een diepe neggemaat. Er moet hier opgelet worden dat er geen water blijft staan op de buitenmuur en een goede waterafvoer is absoluut noodzakelijk.

Door de kozijnen dezelfde maat te geven als de gebruikte strobalen is de ruimte onder het kozijn zonder veel moeite op te vullen door één of meerdere hele balen. Door de kozijnen boven elkaar te plaatsen wordt het houten framewerk van de constructie een stuk éénvoudiger.

2.1.8 StrodakenEr zijn enkele experimenten uitgevoerd waar strobalen werden gebruikt als bouwstenen voor een gewelf en koepel. Het is mogelijk om een koepel van vijf meter doorsnee te maken zonder gebruik van extra materiaal. In een experiment was een koepel van vijf meter doorsnee zelfs sterk genoeg om een persoon te dragen. Deze methode vroeg wel om aanpassing van een heleboel strobalen en is erg arbeidsintensief.

2.2 OntwerpvrijheidMen kan in stro bijna elke gewenste vorm maken die men wilt. Maar hoe meer je de vorm van de baal aanhoudt, hoe makkelijker het ontwerp te maken is. Het is erg verstandig om in het ontwerp rekening te houden met het formaat van de strobalen. Je kan de strobalen wel op maat maken maar dit is erg arbeidsintensief.

2.3 SamenvattendEr zijn een heleboel ontwerpen te realiseren met strobouw. Er zijn echter wel een aantal dingen waar je rekening mee moet houden. De maten van het gebouw worden bepaald door de strobalen, en deze strobalen moeten op hun beurt weer goed beschermd worden.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 7

3 Bouwfysica

3.1 Nederlands klimaatEen van de belangrijkste voorwaarden om strobouw op grote schaal in Nederland toe te passen, is dat het goed functioneert binnen het Nederlandse klimaat. Voordat je hierover uitspraken kan doen is het belangrijk te kijken in hoeverre de eigenschappen van het Nederlandse klimaat consequenties hebben voor het toepassen van stro als bouwmateriaal.

Nederland heeft over het algemeen een gematigd zeeklimaat met koele winters en milde zomers waarin de temperatuur vooral bepaald wordt door de ligging ten opzichte van de zee en de nabijheid van de warme Noord-Atlantische Golfstroom. De verschillen in temperatuur zijn aan zee dan ook kleiner dan landinwaarts.

De gemiddelde jaartemperatuur neemt van het noorden naar het zuiden toe en de afstand tot de zee bepaalt ook in sterke mate de windsnelheid, die in het zuiden iets kleiner is dan in het noorden. De hoogste temperaturen komen voor in juni en juli in continentaal-tropische lucht met een gemiddeld dagelijks maximum in De Bilt van 28 °C. In de drie wintermaanden vallen de laagste temperaturen wanneer Nederland zich in continentaal-polaire lucht bevindt. Het gemiddeld dagelijks maximum blijft dan net beneden het vriespunt. De gemiddelde temperatuur aan de kust bedraagt in de zomer ca. 16°C en in de winter 3°C. In het binnenland liggen de gemiddelde temperaturen in de zomer en de winter respectievelijk op 17°C en 2°C. De laagste temperatuur ooit in Nederland gemeten bedroeg –27,8°C en de hoogste temperatuur ooit gemeten bedroeg +38,6°C. Het gemiddelde aantal zomerse dagen van boven de 25°C varieert van minder dan vijf op de Waddeneilanden tot ca. 25 per jaar in het zuiden van het land. De zonnigste maanden zijn mei tot en met augustus en de warmste maanden zijn juni tot en met september. De neerslag is vrij regelmatig over het jaar verdeeld. In het binnenland valt de meeste regen in de zomer, in de kustgebieden in het najaar. De droogste maand is over het algemeen maart. In de wintermaanden sneeuwt het regelmatig en

hagel valt meestal in de zomer. Motregen en mist zijn het meest frequent in najaar en winter. In de herfstmaanden oktober en november komen de meeste stormen voor. Gemiddeld valt er ongeveer 780 mm neerslag per jaar.

Gevolgen voor de toepassing van stro zijn er met name door het hoge vochtgehalte in Nederland. De temperaturen hebben geen consequenties voor dit bouwmateriaal. De wering van

vocht is erg belangrijk. De Strobalen mogen niet te lang vochtig blijven, er geld een maximum vochtgehalte van 20%. In Nederland is het evenwichtsvochtgehalte van de strobalen rond de 14%. ER blijkt dus dat deze grens snel overschreden zal worden omdat deze dicht bij het gemiddelde ligt. Een tijdelijke overschrijding is niet erg, maar na langere tijd zullen de balen gaan rotten.

Voorwaarden in de detaillering van de woningen om te voorkomen dat het vochtgehalte langdurig te hoog is zijn:1. Het beschermen van de constructie tegen de directe slagregen. Dit kan in

de vorm van een vergroot dakoverstek of een waterkerende laag over de constructie.

2. Het zorgen voor een goede afwatering boven en onder de kozijnen. Het water mag hier niet accumuleren en in de constructie dringen.

3. Garanderen van een goede waterdichtheid van de gevel4. Inwendige condensatie voorkomen.

Regen in Nederland

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 8

3.2 WarmteGebouwen van strobalen zijn thermisch zeer efficiënt en energiezuinig. De R-waarde is ongeveer 3 keer zoveel als bij conventionele bouwmaterialen. De λ-waarde van eens strobaal bedraagt 0,065 gemeten langs de vezelrichting en 0,05 gemeten loodrecht op de vezelrichting. De R-waarden volgen uit de volgende tabellen:

2 strengsbaal:

Positie Dikte [mm]

U-waarde [W/m2K]

R-waarde [m2K/W]

Plat liggend 450 0,13 7,5

Zijkant 350 0,14 7,0

3 strengsbaal:

Positie Dikte [mm]

U-waarde [W/m2K]

R-waarde [m2K/W]

Plat liggend 600 0,10 10,0

Zijkant 400 0,13 8,0

Door deze goede thermische eigenschappen bedraagt de energierekening van een strobalen huis de helft van die van een uit conventionele materialen bestaande woning. Ook zijn er kleinere verwarmingsinstallaties nodig wat voor een beter gebruik van de ruimte zal zorgen.

Om het meeste effect van deze goede eigenschap te hebben zullen het dak, de fundering, de deuren en de ramen, net zo goed geïsoleerd moeten worden en zal er extra thermische massa aangebracht moeten worden. Wand- en vloer afwerkingen in leem, beton of steen zijn geschikt voor dit doel. Stro heeft namelijk een lage dichtheid waardoor het eerder af zal koelen dan conventionele materialen.

Massa heeft een belangrijke warmteregulerende functie. Een gebouw met veel massa, zorgt ervoor dat pieken in de temperatuur afgevlakt worden en de temperatuur binnen niet plotseling te hoog of te laag wordt (de zogenoemde amplitudedemping). Veel massa heeft ook invloed op de faseverschuiving. Hoe hoger de massa van een gebouw, hoe langer het duurt voordat de binnentemperatuur op zijn maximale waarde is. Dit houdt in de praktijk in dat een gebouw met veel massa zijn warmte pas uitstraalt als buiten de temperatuur alweer gedaald is, waardoor de temperatuur binnen gedurende een warme dag redelijk aangenaam blijft. Mede door een groot warmteaccumulerend vermogen blijft de relatieve vochtigheid binnen ook constant. Immers: schommeling in temperatuur betekent schommeling in relatieve vochtigheid (de absolute vochtigheid blijft dan wel gelijk, maar die is niet bepalend voor de behaaglijkheid). Een strobalenwand heeft een goed warmteaccumulerend vermogen. Samen met beperking van zoninstraling door middel van grote dakoverstekken zal de wand voldoen. Meestal zal een begane grondvloer van beton extra massa toevoegen, maar een zware vloer is niet noodzakelijk, omdat de wand al goede eigenschappen heeft.

Belangrijk is het om te weten wat de gebruiksfunctie van het gebouw is. Voor gebouwen die korte tijd gebruikt worden, en bijvoorbeeld niet dagelijks is het ‘s winters praktisch en energiezuinig als de constructie licht en goed geïsoleerd is. De binnentemperatuur stijgt snel bij aanzetten van de lucht- of radiatorenverwarming, en er is minder energie nodig om het binnen warm te krijgen. Nadeel is dat in de zomer de binnentemperatuur hierdoor ook snel stijgt en het snel warm wordt. Grote ventilatievoorzieningen zijn dan noodzakelijk.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 9

Aangezien het in dit onderzoek gaat over woonhuizen, zijn de conclusies hieraan verbonden. Over het algemeen geldt voor een woonhuis dat de binnentemperatuur gedurende het hele jaar door ligt rond de 20 graden.

- Het is dus zo dat in de zomer de strobalenwand goed presteert. Het duurt bij zoninstraling iets langer dan bij een spouwmuur voordat het binnen onbehaaglijk wordt, en veel langer dan bij een HSB-wand.

- De energie-inhoud van een strobalenwand is te vergelijken met een spouwmuur. ‘s Winters houdt dit in dat er na de nachtverlaging meer energie nodig is dan bij houtskeletbouw om het binnen weer warm te krijgen. Daarentegen blijft het ook langer warm.

- Door de hoge waarden van de strobalenwand zal de oppervlaktetemperatuur van de wand gedurende het jaar redelijk constant zijn. Constante oppervlaktetemperatuur is comfortabel voor de gebruikers. Een groot accumulerend vermogen betekent dus een amplitudedemping van de stralingstemperatuur. Daarnaast stijgt de oppervlaktetemperatuur (en ook de binnenluchttemperatuur) minder snel. Dit wordt aangeduid als faseverschuiving.

- Toepassing van stralingswarmte door middel van wand- of vloerverwarming is in een strobalenhuis goed mogelijk. Dat is gunstig, aangezien stralingswarmte comfortabele warmte is. Wand- en vloerverwarmingsystemen zijn trage systemen. Die zijn alleen geschikt in gebouwen met groot warmteaccumulerend vermogen en zonder sterk wisselend gebruik, omdat anders de onbehaaglijkheid alleen maar verder toe zou kunnen nemen. Dit zit zo: Als een LT-systeem aanstaat en er is zoninstraling, zou het bij een gebouw met weinig warmteaccumulerend vermogen binnen snel te warm kunnen worden, omdat het verwarmingssysteem na afslaan nog enige tijd doorstraalt, en de wanden dus extra gaan stralen door ingevallen zonnewarmte. Zelfs ‘s winters kan het bij invallende zonnestraling dan te warm worden. Dus: een traag verwarmingssysteem vraagt om een trage constructie (dus veel warmteaccumulerend vermogen). Bij de combinatie van een goed geïsoleerd gebouw met veel warmteaccumulerend vermogen en wand en/of vloerverwarming is het meestal energiezuiniger om s nachts geen, of slechts geringe (2 à 3 graden) nachtverlaging toe te passen. Opstarten van het systeem zou meer energie verbruiken dan het constant houden van de binnentemperatuur. Hierdoor neemt de temperatuurschommeling binnen nog verder af.

- In vergelijking met de andere waarden en ervaring uit de praktijk kan gesteld worden dat het grote warmteaccumulerend vermogen van een strobalengevel bijdraagt aan een aangenaam binnenklimaat voor een woonhuis. In combinatie met grote dakoverstekken die nodig zijn (zie deel 2) blijft het in de zomer lekker koel en s winters lekker warm.

- Extra warmteaccumulerend vermogen door toepassing van een betonnen vloer is niet nodig. De gevel beschikt over voldoende isolatie en warmteaccumulerend vermogen.

- Door de grote warmte-isolatie van een strobalengevel zal alle invallende warmte lang binnen blijven. Goede zonwering, met name in de zomer, is dus van belang. Meestal is dit door de grote dakoverstekken al ondervangen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 10

3.3 GeluidGeluidsisolatie kunnen we definiëren als de reductie van geluid door een constructie. Door de hoge dichtheid die stro krijgt door het persen krijgt het niet alleen meer stevigheid, maar isoleert het geluid ook beter. In het geval van simpele uniforme constructies is hun akoestische prestatie direct gerelateerd aan hun dichtheid.

Ondanks de reeds gebouwde voorbeelden van strobouw woningen zijn er wereldwijd, op het in 2003 door Jasper van der Linde uitgevoerde T8 onderzoek naar de akoestische eigenschappen van een strobalenwand na, geen eenduidige gegevens of onderzoeksresultaten beschikbaar. Hieronder baseren we ons dus op deze gegevens.

Met behulp van de normbladen van de Nederlandse norm NEN 1070; Geluidwering in woongebouwen is in dit onderzoek de isolatie index voor luchtgeluid berekend. Daarna is deze modellering tegenover het meetexperiment gezet om zodoende een exact beeld te krijgen van het akoestische gedrag. De berekende constructie is opgebouwd uit een 450mm dikke strobalenwand met aan beide zijden 30 mm leem-stuc.

De uiteindelijke gegevens zijn hieronder weergegeven:

Proefopstelling

Datum meting 7 juli 2003

Constructie Strobalenwand

Component 1;zendzijde 30 mm leemstuc

Component 2 450 mm strobalen

Component 3;ontvangstzijde 30 mm leemstuc

Massa +/- 186 kg/m2

Oppervlakte 1.88 m2

Volume ontvangvertrek 98 m3

Resultaten [dB]

Ilu-lab Rw RA, buiten

RA, rail

RA, vlieg

RA, rose

RA, route

RA, muziek

NBN klasse

-3 50 44 51 46 49 44 43

Dit resulteert in een Ilu-lab van -3 dB en een Rw van 50 dB(A). Deze waarden voldoen aan de eis gesteld in artikel 3.2 lid 1 geluidwering scheidingsconstructie van het bouwbesluit. De minimale eis die hier gesteld wordt is 20 dB(A). Aan deze eis wordt ruimschoots voldaan. Zie ook hoofdstuk 8.2 over regelgeving.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 11

3.4 Vocht

3.4.1 AlgemeenVocht is een van de dingen die in strobouw vermeden dient te worden. Het veroorzaakt rot, schimmel en zorgt voor een afname van de stevigheid. Door het vocht kunnen de balen of platen ontbinden en kunnen er schimmelproblemen ontstaan. Ook kan er vochtschade ontstaan aan het pleisterwerk. Het gevoeligst zijn daarbij de boven en onderkant van de constructie. Om optrekkend vocht te voorkomen moet men de constructie altijd 15 a 20 cm boven het maaiveld plaatsen en onder de constructie een vochtkerende laag aanbrengen. Vanaf de buitenkant kan de stroconstructie beschermd worden door hem van een waterkerende laag te voorzien, bijvoorbeeld in de vorm van gevelbekleding, stucwerk en een groot dakoverstek. Tijdens de verwerking is het materiaal gevoelig voor regen. Vochtig geworden of nat geregende strobalen mogen eigenlijk niet meer worden verwerkt, dat geldt zeker in ons klimaat. Het blijft dan een bron van schimmelgroei en ongezondheid. Verschimmeld stro trekt verder diverse soorten mijten en insecten aan, die het stro verpulveren en nieuwe allergieën veroorzaken. Bij detaillering dient men iedere mogelijkheid tot vochtophoping uit te sluiten. Daarom wordt voor ons klimaat aanbevolen om een al dan niet tijdelijk dak te maken alvorens met de opbouw van de muren wordt begonnen. Een selectiecriteria voor de balen die worden gebruikt in een woning is dat het vers gebaalde stro een relatieve luchtvochtigheid heeft onder de 15%

Voor de afwerking van de balen wordt in Nederland vaak gewerkt met leemstuc aan de binnenzijde en kalkpleister aan de buitenzijde. Hierdoor wordt het leefklimaat in de woning gunstig beïnvloed door de vochtregulerende eigenschappen van de leempleister wandafwerking. Bij een andere afwerking zoals voorzetwanden van hout of steen moet altijd minimaal één pleisterlaag worden aangebracht ter bescherming tegen intrekkend vocht.

3.4.2 DampdiffusieIn de literatuur over strobalenbouw wordt een strobalenwand, afgewerkt met lemen kalkstuc vaak aangeprezen omdat de wand kan ademen . Met ademen bedoeld men daar dat lucht binnen dóór de constructie heen naar buiten wordt afgevoerd, en daarmee ook vocht, waardoor de relatieve vochtigheid binnen daalt. Dit is gunstig, omdat teveel vocht binnen veel problemen op kan leveren. In de bouwfysica wordt dit proces aangeduid als dampdiffusie.

Naast dampdiffusie zal een belangrijk deel van de vochtafvoer in een ruimte plaatsvinden door ventilatie.

Voor het vochtgehalte in een woning is een vochtbalans op te stellen.

Ci = Ca + G / (n x V + D)

Waarin: Ci= vochtgehalte binnen [g/m3] Ca= vochtgehalte buiten [g/m3] G= vochtproductie [g/h] n x V= ventilatievoud [m3/h] D= dampdiffusietransport [m3/h]

Hierin is D de term, welke het dampdiffusietransport door de omhulling beschrijft in m3/h. Uit bouwfysische berekeningen blijkt dat de term D zeer klein is ten opzichte van de ventilatie (term n x V) en wordt daarom altijd verwaarloosd. Dit geeft aan dat het vochttransport door dampdiffusie van zeer ondergeschikt belang is. Het vochttransport vindt bijna geheel plaats door ventilatie.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 12

De toegepaste materialen van de omhullende constructie hebben dus nagenoeg geen invloed op de vochtigheid in de ruimten. De ventilatie heeft nagenoeg alle invloed.

Het ademen van de wand, waarbij vocht van binnen door de constructie heen naar buiten afgevoerd wordt, draagt bijna niet bij tot een verlaging van de relatieve vochtigheid binnen. Bij een strobalenwand is de hoeveelheid afgevoerd vocht door dampdiffusie 1,4% van de hoeveelheid vochtafvoer via ventilatie. Verhalen over de positieve eigenschappen van een strobalenwand met betrekking tot het ademen kloppen dus niet. Vergeleken met een spouwmuur wordt iets meer vocht afgevoerd door de constructie, maar zelfs dat verschil is miniem (1,0% bij een spouwmuur). Ademen van de wand zal pas effect hebben bij een zeer lage D-waarde van de wand. Dit komt nooit voor. De wand heeft wel een vochtregulerende werking.

3.4.3 Inwendige condensatieEen van de oorzaken van vochtproblemen in de constructie is inwendige condensatie. Deze wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van koudebruggen. In de literatuur is er geen eenzijdig beeld over het voorkomen van deze vochtproblemen. Soms wordt beweerd dat een dampremmende laag niet nodig is, terwijl ergens anders dit juist wél moet. Soms ook wordt gesproken over een waterdichte laag aan de buitenzijde.

Met de Methode van Glaser is het mogelijk te berekenen waar inwendige condensatie optreed.Het gaat zicht hierbij om de wintersituaties, de zomersituaties zijn niet van belang, aangezien dan nooit vochtproblemen optreden. Mocht bij de dynamische berekeningen blijken dat er vocht achterblijft in de constructie, dan is het wel nodig om te berekenen of datachtergebleven vocht in de zomer weer verdampt. Hier word echter alleen ingegaan op de kwalitatieve eigenschappen van verschillende gevelbekledingen.

Met betrekking tot een strobalenwand met afwerkingen van kalkstuc of cementstuc buiten en leemstuc binnen zijn geen extra maatregels nodig om vochtproblemen als gevolg van inwendige condensatie te voorkomen.In extreme wintersituaties condenseert er waterdamp. Deze hoeveelheden zijn erg weinig en de situatie komt zelden voor. Over elke maand afzonderlijk genomen blijft er geen vocht achter in de constructie. Er ontstaan geen problemen, want eventueel gecondenseerde waterdamp verdampt heel snel weer uit de constructie.

Een aantal aanvullende opmerkingen:- Ook bij toepassen van houten gevelbekleding buiten, met daarachter een

luchtspouw, ontstaan geen problemen.

- Het toepassen van een waterdichte, dampopen laag achter de kalkstuc buitenafwerking, zoals dat soms wordt aangeraden, moet niet toegepast worden. Er ontstaat in sommige extreme situaties condens tussen de waterdichte laag en de strobaal. Dit water kan zich als gevolg van de waterdichte laag niet door capillaire werking verspreiden over de kalkstuc en blijft in de strobaal achter. Als het lang duurt voor het water weer verdampt kunnen de balen gaan rotten. Andere nadelen zijn de extra kosten en de slechte hechting van de stuclaag waardoor de wand stevigheid verliest.

- Toepassen van een dampremmende laag achter de leemstuc is niet nodig. Dit brengt alleen maar extra kosten en werk met zich mee, en zorgt er bovendien voor dat de wand minder stevig is doordat hechting van de leemlaag ontbreekt.

- Leemstuc moet niet in een badruimte toegepast worden. De leemlaag zal onder invloed van langdurige oppervlaktecondensatie afspoelen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 13

3.4.4 VochtregulatieDe vochtregulerende eigenschappen van de strobalenwand afgewerkt met leem- en kalkstuc was hierboven al beschreven, hiermee word bedoeld dat de wand schommelingen in de relatieve vochtigheid (RV) binnen opvangt.

Een wand met vochtregulerende werking werkt als volgt: bij plotselinge stijging van de vochtproductie neemt de wand een deel van dit vocht op, waardoor de RV minder snel stijgt. Andersom, dus als de vochtproductie plotseling daalt, geeft de wand vocht af aan de ruimte, waardoor de RV minder snel daalt. Ook geldt: als de temperatuur binnen stijgt, daalt de RV, en geeft de wand vocht af naar binnen, en andersom. Zo blijft de RV binnen dus gelijkmatiger dan bij een wand die zo een werking niet heeft. De schommeling in de RV is er wel, maar is afgezwakt. Dit wordt als positief ervaren, omdat snelle schommeling in de RV kan leiden tot onbehagen van de gebruiker.Belangrijk bij een strobalenwand is dat de vochtregulerende kwaliteit niet mag worden toegeschreven aan de strobalenwand. Die eigenschap komt puur voor rekening van de leemstuc tegen de strobalen aan.

De dikte van een leemlaag is uiteraard van belang voor de mate waarin vocht opgenomen kan worden. Over het algemeen geldt voor leemstuc dat een dikte van 10 à 20 mm voldoende is voor de vochtregulerende werking. Tegen strobalen wordt ongeveer 30 mm gesmeerd. De laatste 10 mm werkt dus nauwelijks mee met die vochtregulering. De dikte is wel nodig om een mooi vlakke en stevige wand te krijgen.

Behalve de dikte van de leemlaag is de snelheid waarmee het vocht opgenomen wordt van belang. Er is een bepaalde snelheid van vochtopname vereist om over vochtregulatie te kunnen spreken. Kalkzandsteen beschikt ook over vochtregulerend vermogen. Dit zou inhouden dat een kalkzandsteenwand met bijvoorbeeld gipsstuc hetzelfde effect heeft als leemafwerking. Dit is niet zo. De vereiste snelheid voor deze vochtopname is namelijk niet aanwezig. Leem is dus gunstiger, omdat het veel directer effect heeft.

In de grafiek is de amplitudedemping en de vertragende werking te zien die optreedt op door de leemstuc.

Het leem zorgt ervoor dat de relatieve vochtigheid binnen schommelt rond een bepaald evenwicht. Die schommeling is dus veel minder en geleidelijker dan wanneer er binnen een dampdichte afwerking toegepast wordt. In dat geval zal de RV veel meer schommelen als gevolg van variërende vochtproductie en temperatuur.Dit hangt echter in grote mate samen met de ventilatie. Ventilatie zorgt voor het belangrijkste deel voor de vochtafvoer. Tijdens koken bijvoorbeeld zal de RV binnen snel stijgen door een plotselinge toename van de vochtproductie. Door middel van ventilatie wordt dit vocht weer snel afgevoerd. Bij een afwerking met leemstuc zal de RV binnen echter minder snel stijgen, en zodra de ventilatie minder wordt (afzuiger uitzetten) neemt de RV binnen weer langzamer af dan bij toepassing van een dampdichte afsluiting. Leemstuc binnen heeft dus positieve invloed op de vochthuishouding binnenshuis. Het werkt als een soort amplitudedemping van het vochtigheidsgehalte.

Het effect van leem op de vochtopname

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 14

3.5 LuchtDe keuze voor het materiaal stro als bouwmateriaal is van invloed op het ventilatieconcept van de woning. Ventilatie zorgt voor de afvoer van vervuilde, vochtige lucht. Voldoende ventilatie is dus van belang, met name voor de vochtafvoer. Door de afwezigheid van dampdiffusie en vochtregulatie moet de afvoer van vochtige lucht volledig door middel van ventilatie tot stand komen. De strobalenwand heeft dus geen invloed op de afvoer van vochtige lucht.

Ook dient men er rekening mee te houden dat een woning uitgevoerd in stro een extreem lage thermische massa heeft. De koeling kan dus niet vanuit de massa van het gebouw komen, maar er zal gebruik gemaakt moeten worden van een ventilatie concept waarbij de woning ‘s nachts wordt geventileerd met koele lucht en overdag gesloten wordt gehouden om de temperatuur te handhaven

3.6 SamenvattendHet bouwen van een woning met strobalen in Nederland heeft met name gevolgen door het hoge vochtgehalte in Nederland. De wering van vocht is erg belangrijk. Temperatuurverschillen met de gebieden in Amerika waar dit materiaal op grote schaal als bouwmateriaal word toegepast hebben geen consequenties.

Strobalen zijn thermisch zeer efficiënt en energiezuinig. De R-waarde is ongeveer 3 keer zoveel als bij conventionele bouwmaterialen. Ook heeft een strobalenwand heeft een goed warmteaccumulerend vermogen. Hierdoor blijft de relatieve vochtigheid binnen constant.

Voor de geluidsisolatie verwijzen we naar een T8 onderzoek naar de geluidsisolatie van strobalen. Hieruit blijkt dat de strobalenwand in combinatie met de stuclagen een geluidsisolatie heeft van 50dB(A), dit is tweeëneenhalf keer meer dan de minimale eis gesteld in het bouwbesluit Zoals hierboven gesteld is in Nederland vocht het belangrijkste aspect bij het toepassen van stro als bouwmateriaal. Het veroorzaakt rot, schimmel en zorgt voor een afname van de stevigheid.

Een van de belangrijkste oorzaken van vochtproblemen is het optreden van inwendige condensatie. Deze wordt veroorzaakt door koudebruggen. Belangrijk is dat deze in de detaillering worden vermeden. Er zijn buiten de stuclaag geen extra dampremmende maatregelen nodig om inwendige condensatie te voorkomen.

Een strobalenwand die is afgewerkt met leemstuc heeft een vochtregulerende werking. Hiermee word bedoeld dat de wand schommelingen in de relatieve vochtigheid (RV) binnen opvangt.

Uit een vochtbalans blijkt dat in tegenstelling tot wat veel in de literatuur wordt beweerd er geen dampdiffusie optreed in de met stuc bewerkte strobalen.

De keuze voor het materiaal stro als bouwmateriaal is van invloed op het ventilatieconcept van de woning. Ventilatie zorgt voor de afvoer van vervuilde, vochtige lucht. Voldoende ventilatie is dus van belang, met name voor de vochtafvoer.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 15

4 MechanicaEr zijn in de loop van de tijd verschillende onderzoeken geweest naar de mechanische eigenschappen van strobalen en de bouwsystemen waar dit materiaal voor gebruikt wordt. Ik zal in het kort de algemene conclusies hier uiteenzetten. Voor gedetailleerde informatie verwijzen wij u naar de literatuurlijst en de onderzoeken gedaan door EBNetwork.

4.1 Losse strobalenEen strobaal op zich is een uitzonderlijk bouwmateriaal als het gaat om de mechanische eigenschappen. Het heeft namelijk een vrij lage elasticiteitsmodulus van 0.54 N/mm2 tot 1.45 N/mm2 en een Poissons ratio van 0,30 (de verhouding tussen de inkrimping in de richting van de kracht en uitzetting loodrecht op de kracht).

De balen die getest zijn konden een drukbelasting aan van 0,53 N/mm2. Dat is een redelijke waarde als men bedenkt dat een strobaal vrij groot is. Bij deze belasting hoort echter een deformatie van 50% van de hoogte. Hier was wel sprake van elastische vervorming aangezien de hoogte van de balen na een dag volledig hersteld was.

Door de relatief lage e-modulus is de vervorming zo groot dat een gebouw dat alleen opgetrokken wordt uit strobalen niet wenselijk is. Daarom moet er worden gezocht naar een hulpconstructie die de drukkrachten op kan nemen. Op die manier kunnen vervormingen en zettingen worden voorkomen. Zeker de ongelijke vervormingen, als gevolg van wandopeningen (deuren en ramen), zijn een probleem bij alleen het gebruik van stro als constructie materiaal. Een bijkomstige eigenschap van strobalen is dat ze als de vervorming, en dus ook de dichtheid, groter wordt, de drukkracht, die de balen kunnen opnemen, ook toeneemt. Hoe groter de dichtheid, hoe hoger de e-modulus. De dichtheid van strobalen loopt logischer wijs dan ook net zo uiteen als de e-modulus, namelijk van 90 tot wel 288 kg/m3

(na ongeveer 140 kg/m3 is er geen sprake meer van normale strobalen, maar van extra samengeperste balen). Let wel, met de toename van de dichtheid, en dus de e-modulus, neemt de warmteweerstand af.

4.2 HulpconstructiesEr zijn een aantal vormen van hulpconstructies gangbaar bij de strobalenbouw. Allereerst het voorspannen van de balen met behulp van muurplaten en bijvoorbeeld spanbanden. Dit wordt in vrijwel elk bouwsysteem toegepast en wordt dan ook als essentieel beschouwd in de strijd tegen de grote vervormingen.

Daarnaast kan de hulpconstructie worden vervaardigd uit een skelet van bijvoorbeeld hout of staal. Dit wordt toegepast bij bijvoorbeeld de invulmethode en is erg helder en toegankelijk voor mensen, omdat er gewoonweg al veel bekend is over dit soort constructies. In het kader van de duurzaamheid lijken de meeste mensen die dit systeem gebruiken te kiezen voor een houtskeletbouw constructie (HSB) te kiezen van gekeurd hout.Minder is er bekend over de hulpconstructie van de Nebraskastijl. Hierin werkt namelijk de stuclaag mee om de drukkracht op te nemen. Sterker nog, deze neemt het grootste deel hiervan over van de strobalen. Nu moet u niet denken dat het hier gaat om een dunlaagje afwerk materiaal. Deze laag is gemiddeld zo’n 4 dm dik aan beide kanten en is vaak ook gewapend met bijvoorbeeld kippengaas.

Deze methode is voorzover wij weten nog niet op grote schaal toegepast in Nederland. Er zijn wel individuele bouwprojecten uitgevoerd.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 16

4.3 Nebraska methodeIn hoofdstuk … is deze methode al kort uiteengezet, maar er is daar nog niet ingegaan op de mechanische eigenschappen. In dit hoofdstuk zal worden uitgelegd hoe deze eigenschappen worden gebruikt om tot een hoofddraagconstructie te komen.

4.3.1 DrukkrachtenBij wanden gemaakt volgens de Nebraska methode spreekt men van 4 soorten falen door drukkrachten (zie afbeelding).

1. Gehele knik, waarbij de hele wand buigt en breekt. Hier is meestal de oorzaak onvoldoende draagkracht. De muur is wel goed gebouwd.

2. Locale knik, hierbij is er sprake van het delamineren van een deel van de stuclaag en het totaal loslaten van een gedeelte van de strobalen. Dit is vaak het resultaat van slecht stucwerk waardoor er onvoldoende hechting is ontstaan, en/ of onregelmatigheden in de oppervlakte.

3. Breuk, hiervan is sprake als de huid breekt onder de kracht die op de muurplaat drukt. Dit komt voor als de stuclaag niet is ontworpen om de krachten op te nemen die bij de muurplaat ontstaan.

4. Afschuiving, deze soort is nog het beste te voorkomen door te zorgen dat de muurplaten altijd de gehele stuclaag ondersteunen of overspannen. De Nebraska methode maakt als het ware gebruik van een sandwich constructie waarbij de onderdelen heel nauw samenwerken. Daarom is het essentieel dat de muurplaten de krachten over de gehele breedte van de muren verdelen.

OnderzoekenZoals al verteld wordt de stuclaag gebruikt bij het opnemen van de verschillende soorten krachten die op de muur komen te staan, zo ook drukkrachten. Er zijn verschillende onderzoeken geweest naar dit fenomeen. De resultaten van een aantal van die onderzoeken heb ik hieronder weergegeven (bron EB Network).

Onderzoeker: Onderwerp:Onderwerp:Eindbelasting:

Vervorming:Opmerkingen:

Blum (2002)5 wanden van 2 strengs balen op de kant, 2,3m bij 1,58m4,65 kN/m74 mmBij dit onderzoek werden de strobalen op de kant gezet. Het is al langer bekend dat ze dan veel minder kracht kunnen weerstaan dan wanneer ze plat worden belast.

4 manieren van falen

1 2 3 4

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 17

Onderzoeker: Onderwerp:

Eindbelasting: Vervorming:Opmerkingen:

Bou-Ali (1993)3 Wanden van 3 strengs balen, 366cm lang en 244cm hoog.19.2 kN/m18.87 mmDe strobalen zijn bij dit onderzoek niet op goede plaats geslagen wat wel gebruikelijk is bij het bouwen van een strobalen muur. Er is ook geen wapening gebruikt.


Eindbelasting:

Vervorming:

Opmerkingen:

Faine, Zhang (2002)Twee wanden van 2 strengs balen. Wand 1 bestond uit 11 lagen (4 bij 2.6 m), wand 2 van 7 lagen (2,56 bij 2,6 m) Wand 1: 47 kN/m Wand 2: 36 kN/mWand 1: 112 mm Wand 2: 178 mmDeze vervorming trad op bij maximale belasting. Bij een belasting van 28kN/m op wand 1 en 18 kN/m op wand 2 was de vervorming respectievelijk 20mm en 9 mm.



Carrick, Glassford (1998)7 lagen 2 strengs balen gestapeld en voorgespannen tussen 10-20 cm met kippengaas. Afmetingen 2,80m bij 3,6m.22,5 kN/m6 mmZonder stucwerk ontstaat er bij 4,2 kN/m een vervorming van 66mm.



Dreger (2002)6, 2 strengs balen gestapeld, 2,3m bij 2,4m, gewapend met iets met polipropyleen door balen met elkaar verbonden28,55 kN/m1,85 mmErg korte droog periode voor stuc, een van de muren had plaatselijke zijwaartse vervorming, anders zou er een kleinere verticale vervorming zijn geweest.



Ruppert, Grandsaert (1999)3 Types van elk 2,4 m bij 3,7 m: 3 strengs 610 mm breed met polipropyleen vezel wapening;3 strengs 610 mm breed met kippengaas wapening;2 strengs 457 mm breed met polipropyleen vezel wapening;Respectievelijk 47 kN/m, 52 kN/m en 90 kN/mRespectievelijk 23 mm, 12 mm en 11 mmDe onderzoekers konden niet verklaren waarom de 2 strengs beter presteerden dan de 3 strengs.Zou kunnen liggen aan verhouding tussen het stucwerk en de strobaal oppervlaktes in de horizontale doorsnede kunnen liggen (vervolgonderzoek). Noot dat het hier niet gaat om balen die op de kant zijn gelegd.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 18



Platts, Chapman (1996)7 balen van 36 x 46 x 81-94 cm gestapeld (2,53m hoog), gewapend en voorgespannen met kippengaas. De voorspanning van 10,2 kN/m gaf een reductie van 3% (76mm) van hoogte.66 kN/m3 mmBij een berekende last voor twee verdiepingen van 43 kN/m ontstond een vervorming van 1 mm.

Uit de resultaten blijkt dat het aanbrengen van wapening in de stuclaag in de vorm van (kippen)gaas goede resultaten oplevert net als het voorspannen van de balen. Voor de rest zijn er nog geen harde conclusies te trekken los van het feit dat de meeste resultaten erop wijzen dat deze bouwmethode een gebouw met twee bouwlagen aankan. Om dit toe te lichten staat hieronder een korte berekening van de belasting die de onderste delen van de muur aan drukkrachten te verduren zullen krijgen.

Permanente lastenWanden (2 hoog + zolder ≈ 3 hoog): 12,16 kN/mVloeren: 4 kN/mDak: 3 kN/m

Variabele lastenPersonen en meubels: 5,25 kN/mSneeuw: 1,68 kN/m

Uiterste grenstoestanden:UG 1: 1,35 x permanent = 25, 9 kN/mUG 2: 1,2 x permanent + 1,5 x variabel 1 = 23 + 7,9 = 30,9 kN/mUG 3: 1,2 x permanent + 1,5 x variabel 2 = 23 + 2,5 = 25,5 kN/m

Als we uitgaan van een belasting van 31 kN/m, waarbij de hoogste dichtheid voor de strobalen is genomen die gangbaar is (140 kg/m3) en een dichtheid van 1000 kg/m3 voor het stucwerk, dan zou een muur zoals Platts en Chapman in 1996 hebben getest (zie onderzoeken) ruim voldoen. Hierin werd namelijk een vervorming van 6 mm bereikt na het belasten van de wand met 66 kN/m.

Noot dat de in Amerika een maximale belasting van 70 kN/m geld voor voorgecomprimeerde strobalen wand constructies met een cement-stuc laag van 25-35 mm en een lemen pleisterlaag van 50mm.

4.3.2 KruipEr is door het Ecological Building Network (EBNetwork) onderzoek gedaan naar kruip in strobalenbouw. Ze hebben 12 maanden gemeten met de volgende constructies.

De basisgroep bestond uit twee stapels van 6 ongestucte 3 strengs balen die met een lage uniforme last van 2,5 kN/m en een hoge van 10,2 kN/m zijn belast. Een controle groep bestaande uit een 3 strengs, een 2 strengs en een 3 strengs op zijn kant werden met 10,2 kN/m belast. Een derde groep werd variabel belast om het effect van een aardbeving te simuleren. Als laatste werden er twee wanden (gestuct aan beide kanten) getest, ook met een hoge en een lage last.

Kruiponderzoek opstelling

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 19

Het resultaat van dit onderzoek was dat de gepleisterde stapels haast geen kruip vertoonden en dat stapel I al na 5 weken stabiel werd op ongeveer 1,3 % (35 mm) en stapel H na ongeveer 12 op totaal geen kruip, zoals in onderstaande grafiek te zien is (eenheden aan de linker kant zijn in inches).

De rest van de stapels waren allemaal na 10 weken gestabiliseerd en was de kruip gemiddeld 1,2 % van de originele hoogte.

Noot bij dit onderzoek is dat de balen voor de precompressie niet goed op elkaar waren geslagen en dat de lijn van H in bovenstaande grafiek eerst nog omhoog gaat (negatieve kruip). Dit werd veroorzaak doordat de precompressie nog niet helemaal was uitgewerkt. Verder is de belasting niet al te hoog geweest wat voor een gebouw van meer dan 1 bouwlaag, niet representabel is. Verder wordt in het rapport van het onderzoek niet de gehele samenstelling van de geteste wand uiteen gezet, wat er toe leidt dat we het slecht kunnen controleren voor onze voorbeeld woning. Hier is dus verder onderzoek nodig.

Wij kunnen dus niet met zekerheid concluderen dat wat betreft kruip, er in Nederland, massawoningbouw met de Nebraska methode gebouwd kan worden. Wel bestaat er in de V.S. al veel ervaring en gaat men ervan uit dat na voldoende precompressie (4%), er geen problemen zullen zijn wat kruip betreft, zelfs bij de daar maximaal toegelaten belasting van 70 kN/m.

4.3.3 Dwarskrachten in het vlakDwarskrachten in het vlak ontstaan ten gevolge van wind en andere krachten die op aangrenzende (loodrecht op het vlak) wanden voorkomen, botsingen en aardbevingen.

Uit onderzoek van Cale Ash en Mark Aschheim van de universiteit van Illinois blijkt dat gestucte strobalen wanden dwarskrachten in het vlak goed kunnen weerstaan. Zij hebben het volgende onderzocht.

6 wanden van 8 lagen strobalen (2,44 x 2,44 m) die in een steensverband waren gestapeld. 3 van de wanden werden uitgevoerd in met leem-pleister en de andere 3 in cement-stuc. Van beide soorten werd steeds beter gedetailleerd wat voor een hogere weerstand zou moeten zorgen. De wanden werden vervolgens (op één na) cyclisch belast om aardbevingen te simuleren.

De onderzoekers vergrootten steeds de horizontale verplaatsing van de muurplaat en maten de kracht die daarvoor nodig was om zo uitspraken te kunnen doen in hoeverre de wanden de horizontale krachten aan zouden kunnen.

Grafiek van de kruip in inches en procenten van stapel H en I en A en B tegen de tijd in weken

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 20

Bij de meeste wanden is echter plastische vervorming opgetreden waardoor er na de maximale belasting, in alle gevallen een grotere vervorming optrad dan voorheen (de grote van de kracht werd minder door relaxatie). Ten gevolge van de groter wordende horizontale verplaatsing zijn alle wanden, na de maximale belasting gefaald. Onderstaande vervormingen zijn horizontaal en op het moment van de maximale belasting.

Onderwerp:Max.belasting:Vervorming:Opmerkingen:

Wand A14,2 kN4 % (97,5mm)Deze wand is monotoon belast. De stuc liet op sommige plaatsen na of tijdens het drogen los van de strobalen en muurplaat.

Onderwerp:Max.belasting:Vervorming:

Wand B20,9 kN1 % (24,4 mm)


Wand C27,1 kN1,5 % (36,6 mm)


Wand D28,5 kN1,5 % (37 mm)


Wand E84,5 kN2 % (48,7 mm)

Onderwerp:Max.belasting:Vervorming:Opmerkingen:

Wand F79,6 kN2 % (48,8 mm)Te weinig verbetering om de inspanning voor een betere en sterkere detaillering te kunnen verantwoorden.

Als we dan kijken wat er in de praktijk kan voorkomen, dan valt het volgende op. Winddruk van de aangrenzende, loodrechte wand bij een huis van 6 meter breed, de dakgoot op 6 meter en de nok op 9 meter komt op 0,57 kN/m2. Het huis heeft een oppervlakte van 27 m2 (dat het dak schuin is, niet meegerekend) maakt dat 15,3 kN. Uitgaande van een rijtjeswoning komt men dan op een waarde rond de 31 kN als de woningen de woning scheidende wand delen. De resultaten van wand E en F voldoen hieraan.

4.3.4 Dwarskrachten uit het vlakBij dwarskrachten uit het vlak kan men denken aan bijvoorbeeld wind.

Het onderzoek, gedaan onder leiding van Kevin Donahue in December 2003, gebruikte in hun opstelling een waterbed om de kracht uit te oefenen op de verschillende muren die werden getest (zie foto). Het waterbed werd dan op druk gebracht met behulp van een compressor en via een differentiaal drukmeter (meet het verschil in druk tussen de drukkamer en de omgeving) kon men de kracht aflezen.

De opstelling

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 21

De resultaten van dit onderzoek zijn hieronder weergegeven. Bij elk onderwerp verschilt er iets in de wapening en samenstelling van de stuclaag. We hebben hieronder niet alle details daarvan weergegeven, deze kan men vinden op EBNetwork.

Onderwerp 1:


Wand met in 2 lagen aangebrachte 25 mm stuc met gelast stalen gaas als wapening.13 kN/m2 (gefaald)152 mmBij 5,5 kN/m2 was er sprake van scheurvorming.

Onderwerp 2:


Wand met in 2 lagen aangebrachte 25 mm stuc met kippengaas als wapening.16 kN/m2 (niet gefaald)132 mmBij 5 kN/m2 was er sprake van scheurvorming.

Onderwerp 3:


Wand met in 2 lagen aangebrachte 25 mm stuc met 1% Xorex stalen vezels als wapening.6,5 kN/m2

11mmPlotseling bezwijken op 7 kN/m2 en scheurvorming bij 4 kN/m2.

Onderwerp 4:


Wand met in 2 lagen aangebrachte 51 mm stuc met 0,8% Xorex stalen vezels als wapening.6 kN/m2

25,4 mmGeen scheurvorming en geen falen.

Onderwerp 5:


Wand met in 1 laag aangebrachte 51 mm leemstuc met plastic gaas (Cintoflex C) als wapening.10 kN/m2

224 mmDoor het plastic gaas is er een grote vervorming mogelijk. 2 lussen h.o.h. 610 mm over alle 7 lagen strobalen.

Onderwerp 6:


Wand met in 1 laag aangebrachte 51 mm leemstuc met plastic gaas (Cintoflex C) als wapening.12 kN/m2

203 mm2 lussen h.o.h. 610 mm over de 2e en 4e laag strobalen. Bovenaan gefaald bij 7,2 kN/m2 en totaal gefaald bij 13 kN/m2.

Onderwerp 7:


Wand met in 1 laag aangebrachte 51 mm leemstuc met plastic gaas (Cintoflex C) als wapening.8,2 kN/m2

173 mmGeen lussen en geen falen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 22

Onderwerp 8:Eindbelasting:

Vervorming:

Geen stuclaag, wel gelast stalen gaas als wapening.4,5 kN/m2

68 mmDuidelijk minder dan andere proefwanden.

De hiernaast afgebeelde grafieken geven de verschillende testen uit het onderzoek van Kevin Donahue weer. Hieruit is op te maken dat onderwerp 1 het beste presteerde tot ongeveer 10 kN/m2 en daarna onderwerp 2.

De daadwerkelijke krachten die uit het vlak werken op een muur zijn bijna allen variabele krachten. Wind is degene die het meeste aanwezig is. Daarnaast zullen belendingen of aangrenzende wanden, personen, goederen en botsingen daarmee en

aardbevingen krachten uit het vlak uitoefenen op wanden.

Uitgaande van dezelfde woning als in het vorige deelhoofdstuk komt men op een kracht, uitgeoefend door de wind, van 0,57 kN/m2. Na inachtneming van de veiligheidsfactoren komt men op een kracht van 0,86 kN/m2. Uit het onderzoek blijkt dat een wandconstructie van strobalen dat makkelijk aan kan.

4.4 SamenvattendUit onderzoeken blijkt dat een massawoning van twee verdiepingen (inclusief zolder verdieping) zoals in hoofdstuk 9 wordt beschreven wat betreft de mechanica gebouwd kan worden als men de juiste wapening, stuc(laag) en precompressie toepast.

Alleen op het gebied van de kruip hebben we aannames moeten doen en is er nog onvoldoende informatie beschikbaar om goede conclusies te kunnen trekken. Hier is dus meer onderzoek op z’n plaats.

Wat betreft vervolg onderzoek kan er meer structuur en helderheid aangebracht worden in de manier waarop het stuc met de strobalen samenwerkt en hoe men dit het beste kan benutten. Er zijn nog te weinig gegevens om inzichtelijke conclusies te kunnen trekken die kunnen leiden tot (reken)regels en mechanische principes als het gaat om het bouwen in de Nebraska methode.

Grafieken van de dwarskracht in het vlak tegen de vervorming

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 23

5 Bouwtechniek

5.1 Materiaaleigenschappen

5.1.1 StrobalenDe materiaal eigenschappen van strobalen zijn al in vorige hoofdstukken behandeld. Hieronder is een beknopt overzicht te vinden.

Er zijn veel soorten strobalen. De meest gangbare die van het veld komen zijn zoals al eerder verteld twee strengs en drie strengs balen waar verschillende dichtheden en afmetingen in te krijgen zijn.

De strobaal is een in heterogeen materiaal. Wat tot gevolg heeft dat er niet gesproken kan worden over vastgestelde waardes voor de eigenschappen van de balen, maar over vastgestelde gebieden waarbinnen de strobalen zich bevinden.

De dichtheid van de gangbare strobalen ligt tussen de 90 en de 140 kg/m3. Daarnaast zijn er ook nog strobalen te krijgen met een hogere dichtheid tot ongeveer 290 kg/m3. Deze balen worden gemaakt voor het transatlantische transport vanuit de VS en zijn in feite normale balen die opnieuw worden gecomprimeerd en gebonden met polipropyleen strengen.

De warmteweerstand van strobalen is uitstekend, hij varieerd van 7 tot 10 m2K/W wat neer komt op ongeveer een factor 3 beter dan een standaard spouwmuur.

Wat geluid isolatie staat de strobaal ook zijn mannetje met een Ilu,lab van -3 dB en een Rw van 50 dB(A).

Een losse strobaal heeft een e-modulus van 0.54 N/mm2 tot 1.45 N/mm2. Als men bedenkt dat een gemiddelde 3 strengs strobaal al snel een oppervlakte van 600.000 mm2 heeft, dan is duidelijk dat een losse baal heel wat aan kan, maar niet genoeg voor bijvoorbeeld een woning.

5.1.2 StucBij de stuclaag zijn net zoveel variaties denkbaar als bij de strobalen. Niet alleen kan een materialen als cement (portland of ander) worden gebruikt als verhardingsmiddel, maar leem is daar ook uiterst geschikt voor.

Het grote verschil tussen deze materialen is dat cement meer kracht op kan nemen dan leem, maar dat leem een betere elastische vervorming heeft waardoor scheuren en delamineren als gevolg van zettingen minder snel voor zullen komen dan bij cement.

Vulmiddelen zijn al even divers. Kalk, zand, stro, stalen vezels, enz. behoren allemaal tot de mogelijkheden.

Hulpmiddelen zijn over het algemeen hetzelfde als die in bijvoorbeeld beton en kunnen zorgen voor betere waterafstotendheid, dampdichtheid, eventueel voor een lager gewicht of andere speciale eigenschappen.

Meestal wordt er na de keus tussen cement en/ of leem, één of twee vulmiddelen en eventueel een hulpmiddel gekozen die in een bepaalde verhouding met het verhardingsmateriaal met elkaar worden gemengd. Deze verhouding zorgt voor onder andere de sterkte, waterabsorptie en damp en vochtdoordringbaarheid van het stuc.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 24

Canadian Mortgage and Housing Company heeft naar de laatste drie eigenschappen onderzoek gedaan. Helaas is van de monsters uit dat onderzoek niet de sterkte gemeten.

De conclusies waren onder andere dat de dampdoordringbaarheid van puur cement stuc vrij laag is en dat het dus een lange droogtijd nodig heeft. Het toevoegen van leem aan dit mengsel zorgde ervoor dat de dampdoordringbaarheid werd vergroot, maar het vergrote ook de waterabsorptie. Lijnzaadolie had een klein maar goed effect op de mate waarin het stuc vocht opnam. Hier is meer onderzoek naar nodig om hier goed uitspraken over te kunnen doen.

Siloxane en elastomeren verlaagden de water absorptie dramatisch en hadden weinig effect op de dampdoordringbaarheid. De Siloxane was het effectiefste.

De sterkte van stuc is wel door het EBNetwork onderzocht (zij hebben ook de resultaten van het AME (Applied Materials & Engineering of Oakland, CA) in hun onderzoeksrapport opgenomen.

Hun conclusies waren onder andere dat de verschillende lemen monsters vrijwel dezelfde sterkte bezaten die werkzaam geacht kan worden (tussen ongeveer 3,45 kN/m2 en 4,83 kN/m2) . De meeste monsters (de extremen zonder zand of stro daargelaten) bereikten nooit hun faalpunt maar eerder de zettingsgrens van 3,175 mm. Monsters met meer zand en minder stro vertoonden symptomen van brosheid.

Over het onderzoek van AME naar portland cement-leem pleister schrijven ze dat het lagere resultaten gaf dan was verwacht (rond de 1,93 kN/m2 in plaats van tussen 3,45 kN/m2 en 4,14 kN/m2).

Ook wordt geconcludeerd dat er meer onderzoeken moeten worden gedaan voordat er wetenschappelijk onderbouwde conclusies kunnen worden getrokken.

5.2 Nebraskamethode in detailHet bouwen van een woning in strobalen is relatief eenvoudig. In Amerika worden er workshops georganiseerd waarin de principes van het bouwen met stro in een workshop van twee dagen kan worden aangeleerd. Het is zelfs mogelijk voor particulieren om op deze wijze zelf een huis te bouwen. De aspecten die typerend zijn voor de Nebraskamethode zullen hier in detail worden beschreven.

5.2.1 Steenachtige basisVoordat er word begonnen met het bouwen met strobalen moet er eerst een fundering worden gestort, hierop word een traditionele spouwmuur en betonnen begane grondvloer gelegd. Deze stenen plint beschermd de strobalen tegen vocht. Vocht veroorzaakt rot, schimmel en zorgt voor een afname van de stevigheid. Tevens wordt in de fundering de spanladder verankerd die op de spouwmuur wordt gelegd. Belangrijk is het dat hiertussen een waterkerende laag wordt aangebracht om cappilair- optrekkend vocht te voorkomen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 25

5.2.2 Stabiliteit door voorspannenHet bouwen van een strobalenwoning in de Nebraskamethode kenmerkt zich door het vormen van stabiele elementen die gestapeld worden. De strobalen ontlenen hun stabiliteit aan het feit dat ze worden voorgespannen tussen de muurplaten. De muurplaten (ook wel wandplaten genoemd) bestaan uit dubbele multiplex beplating waartussen balken liggen, de ruimte die hiertussen ontstaat wordt geïsoleerd met los stro. Over deze muurplaten worden de spanbanden aangetrokken. Deze zijn van nylon omdat dit materiaal niet onderhevig is aan relaxatie en niet rot onder invloed van vocht in de stuclaag. Voordat deze stuclaag tussen de muurplaten kan worden ingevuld, zodat deze constructief ook meewerkt, word de strowand eerst vlak gemaakt met behulp van een trimmer.

5.2.3 Vloeren en dakenOver deze stabiele basis kan de houten verdiepingsvloer worden gelegd. Deze bestaat uit houten balken en wordt gevuld met vulstro ten behoeve van de isolatie.

Het dak bestaat uit een sporenkap. Tussen de balken wordt volgens hetzelfde principe als bij de verdiepingsvloeren stro aangebracht ter isolatie. Bij het dak is het nog belangrijk dat zich tussen het dakbeschot en de dakpannen een waterkerende dampopen laag bevind om het eventueel in de dakconstructie ingedrongen vocht af te voeren. Om het gewicht zoveel mogelijk te beperken moeten er keramische dakpannen op het dak worden gelegd. Deze beperken de belasting op de strobalenwand aanzienlijk in vergelijking met betonnen dakpannen.

5.3 Overige detailleringOm problemen te voorkomen, die optreden door stro als bouwmateriaal toe te passen in een land met een relatief vochtig klimaat als Nederland, dien je bepaalde regels in de strobouw in acht te nemen. Wanneer er word ontworpen vanuit deze regels leg je de basis voor een goed detail en voorkom je onnodig onderhoud en vroegtijdige problemen in de gebruiksfase.

5.3.1 AlgemeenPas nooit een waterdichte, dampopen laag toe achter de stuc buitenafwerking. Deze belemmerd de constructieve samenwerking van de stuclaag en de strobalen, en is overbodig omdat vocht alleen in extreme omstandigheden door de kalkstuc kan dringen.

Toepassen van een dampremmende laag aan de binnenzijde van de stuclaag tegen de strobalen is niet nodig. Deze belemmerd de constructieve samenwerking van de stuclaag en de strobalen, en is overbodig omdat de kalkstuc hier als dampremmende laag functioneert.

Voorkom koudebruggen om inwendige condensatie in de strobalen tot een minimum te beperken.

5.3.2 Funderingsdetail/ Begane grondvloerPlaats de balen minstens 250 mm boven het maaiveld om ze te beschermen tegen opspattend of optrekkend vocht.

Muurplaten op strobalen wanden

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 26

5.3.3 KozijndetailZorg voor een waterdichte afsluiting van de strobalen onder het kozijn. Hiermee voorkom je intrekkend vocht in de constructie. Een juiste afwatering is hierbij noodzakelijk om te voorkomen dat (vervuild) water de kalkstuc kan beschadigen.

5.3.4 DakdetailIsoleer het dak goed, isoleren met strobalen is hierbij de beste oplossing. Het effect van een supergeïsoleerde wand wordt grotendeels teniet gedaan als het dak niet goed geïsoleerd is. Pas voldoende dakoverstek toe om de gevel te beschermen.

5.4 SamenvattendHet bouwen van een woning in strobalen is relatief eenvoudig. In Amerika worden er workshops georganiseerd waarin de principes van het bouwen met stro in een workshop van twee dagen kan worden aangeleerd. Het is zelfs mogelijk voor particulieren om op deze wijze zelf een huis te bouwen.

In Nederland komt er bij de toepassing van stro in de woningbouw meer kijken. Het verschil in klimaat zorgt ervoor dat er bijzondere aandacht moet worden besteed bij de detaillering aan het weren van vocht.

Een ander aspect dat bij het bouwen van een woning in stro er belangrijk is is dat stro een heterogeen materiaal is. Alle eigenschappen zijn variabel. Wanneer stro met een andere dichtheid wordt geperst en gebonden kunnen hier modificaties in worden aangebracht. Een andere manier om de eigenschappen te veranderen is door de samenstelling van de stuclaag aan te passen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 27

6 Uitvoering

6.1 Grondstofvoorraad en seizoensgebondenheidStro is een natuurproduct dat over de hele wereld op grote schaal verbouwd wordt voor de voedingsmiddelenindustrie. De grondstof is dus hernieuwbaar en in feite onuitputtelijk.De graanproductie van Nederland in 2000 was 708 kton. Die van de EU 103.100 kton. Wereldwijd wordt er zelfs één miljard ton stro geproduceerd waarvan 60% gebaald wordt.Strobalen zijn het hele jaar te krijgen en de prijs per strobaal ligt rond de twee tot drie euro.

6.2 RegelgevingIn het Bouwbesluit zijn geen regels over bouwen in stro en ook niet in vernieuwbare materialen. Al in het eerste Plan van Aanpak Duurzaam Bouwen (september 1995) is de verankering van duurzaam bouwen in de bouwregelgeving geagendeerd. Sinds die tijd is er op dit vlak veel gebeurd, maar desondanks is de DUBO in de bouwregelgeving nog niet halverwege.Enkele jaren geleden wilde de overheid wel het MMG invoeren, maar dat is niet doorgegaan. MMG staat voor Materiaalgebonden milieuprofiel van gebouwen. Het NEN-bureau heeft besloten om de normcommissie MMG toentertijd op te heffen vanwege het ontbreken van draagvlak voor MMG. Als het MMG een gunstige score had opgeleverd voor de vernieuwbare bouwmaterialen dan zou dat wel een positieve impuls hebben gegeven aan het gebruik daarvan en mogelijk ook aan stro.

Het beleid van de Nederlandse overheid is als het gaat om de regelgeving omtrent het gebruik en het al dan niet verplichten van vernieuwbare bouwmaterialen het beste te omschrijven als stimulering zonder dwang. Dubo wordt door de overheid gestimuleerd, maar het is geen wettelijk verplichte manier van bouwen, afgezien van een aantal aspecten die reeds in het Bouwbesluit zijn opgenomen (zoals de energieprestatie) of andere wettelijke maatregelen, zoals de vervangingsplicht voor vluchtige organische stoffen binnenshuis en verplichte scheiding van (bouw)afval. In veel gevallen is er echter een dubo-convenant gesloten, waardoor toch een zekere verplichting verlangd wordt van de betreffende bouwpartijen. In deze zin is het resultaat vooral afhankelijk van de ambities van de opdrachtgever, zoals het gebruik van stro. Adviesbureaus kunnen hierbij een belangrijke, stimulerende rol vervullen. Hoe eerder in het gehele planvormingsproces met dubo rekening wordt gehouden, des te meer is er te realiseren.

6.3 Stimulering gebruik hernieuwbare materialenDe actuele stand van zaken is dat er geen subsidie bestaat voor bouwprojecten uitgevoerd in stro. Om duurzaam bouwen te stimuleren is door de overheid een heel scala van financiële instrumenten ingezet. De groene hypotheek is op dit moment de enige subsidieregeling voor integraal duurzaam bouwen. Integraal, omdat de regeling verplicht om maatregelen te treffen op het gebied van energie- en waterbesparing, materiaalgebruik en binnenmilieu. Projecten die niet aan de criteria voldoen, bijvoorbeeld doordat er te weinig maatregelen worden genomen, komen niet in aanmerking voor een Groene hypotheek. Indien een woongebouw voldoet aan de Maatlat duurzame woningbouw kan de eigenaar in aanmerking komen voor een verlaagde hypotheekrente over een deel van de investering. De verlaging is meestal 1 à 2 procent ten opzichte van de gangbare markthypotheek. Er is een separate Maatlat voor renovatie van woongebouwen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 28

6.4 Arbo wetgevingVoor het tillen op de bouwplaats is een specifieke ARBO regelgeving opgesteld. De Beleidsregel Tillen op bouwplaatsen is op 1 januari 2003 van kracht geworden. Deze Beleidsregel is opgesteld door het Ministerie van SZW, in overleg met werkgevers- en werknemersorganisaties in de bouw.

Een beleidsregel is op zichzelf geen wetgeving, maar alleen een nadere uitleg van wetgeving voor een bepaalde branche, beroep of werkzaamheid, in dit geval voor het met de hand tillen op de bouwplaats. Werkgevers en werknemers dienen zich in principe aan het gestelde in de beleidsregel te houden, maar als aangetoond kan worden dat met een andere werkwijze eenzelfde niveau van bescherming bereikt kan worden, is dat ook toegestaan. De Arbeidsinspectie gebruikt de beleidsregel bij het toezicht op de naleving van de wet.

De beleidsregel is onderverdeeld in algemene en specifieke regels. In de algemene regels staat dat werknemers in de bouw handmatig tillen zoveel mogelijk moeten zien te vermijden. Er is een maximum aan het gewicht dat je handmatig mag tillen: één persoon maximaal 25 kilo en twee personen maximaal 50 kilo. Verder staat er te lezen op welke werkzaamheden de regels van toepassing zijn en vanaf wanneer ze van kracht zijn. Voor specifieke werkzaamheden zijn namelijk andere maximum gewichten vastgesteld. Onder de specifieke regels staat bijvoorbeeld dat straatmakers stenen die zwaarder wegen dan 4 kilo niet handmatig mogen verwerken. Hetzelfde geldt voor stoeptegels van meer dan 9,5 kilo. Metselaars vinden hier onder welke voorwaarden ze zonder mechanische til hulpmiddelen mogen metselen en lijmen.

Het is het meest waarschijnlijke dat strobalenbouw valt onder de categorie metsel en lijmblokken. De strobalen worden immers met dezelfde handelingen geplaatst. Het gewicht en de afmeting van de strobalen is enigszins variabel afhankelijk van het vochtgehalte van het stro, en de instellingen van de strobalenpers. Aangezien het stro een soortelijke massa heeft van 70 kg/m3 Hebben de traditionele strobalen die gebonden zijn met 2 touwen een massa van ongeveer 10 kg en de grotere 3 strengs balen een gewicht van ongeveer 17 kg. Het bouwen met de grote balen is in Nederland zonder mechanische til hulpmiddelen dus niet mogelijk omdat de ARBO regelgevind dit niet toelaat. In het ontwerp word er gebruik gemaakt van de balen met een massa van 10 kg.

Arbo A-blad tillen

Materiaal Maximaal gewicht

Straatstenen en metselstenen 4 kg*

Wand- en vloertegels 6 kg

Schep met grond bij graven 8 kg

Straattegels 9,5 kg*

Metsel- en lijmblokken 14 kg*

Tegelpakketten 18 kg

Steigerelementen 23 kg**specifieke beleidsregels opgesteld

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 29

6.5 Maatregelen op de bouwplaatsTot nu toe is stro in Nederland alleen als vulmateriaal toegepast. Hierbij vervullen de balen geen constructieve functie maar wordt deze overgenomen door een houtconstructie zodat de strobalen alleen een bouwfysische en bouwtechnische functie uitvoeren. Bij deze bouwmethode wordt eerst het dak waterdicht gemaakt alvorens de strobalen ingevuld worden. Hiermee wordt vocht in de strobalen voorkomen waardoor de wand niet gaat ontbinden of er schimmelvorming optreedt.

Wanneer een woning in stro wordt uitgevoerd in de Nebraska methode, vervullen de strobalen een dragende functie waardoor het dak niet kan worden gemaakt voordat de strobalen worden geplaatst. Daarom moeten er extra voorbereidingen

worden getroffen op de bouwplaats alvorens er met de bouw van de woning kan worden begonnen. Om het stro tijdens de uitvoering tegen vocht te beschermen dient er een tijdelijke constructie boven de woningen in de vorm van een steiger worden gebouwd om de omstandigheden op de bouwplaats te controleren. Er moet worden voorkomen dat de geplaatste balen een relatieve vochtigheid hebben die hoger ligt dan 15%.

Hiertoe worden de steigers aan de voor en achtergevel voordat er met de bouw

begonnen word opgetrokken tot boven het peil van de nokbalk en daarna met elkaar verbonden door middel van een sporenkap. De bovenliggende constructie wordt bedekt met een water- en winddicht zeil. Wanneer in de winter als gevolg van regen de luchtvochtigheid extreem hoog is kunnen er in de tent eventueel bouwdrogers worden geplaatst om de te voorkomen dat de relatieve vochtigheid van de balen te hoog word. Door deze oplossing is de seizoensgebondenheid en het risico van deze bouwmethode tot een minimum te beperken.

6.6 Bouwproces en bouwtijdHet bouwproces van de Nebraska methode is als volgt.

Men begint met het afgraven van de grond en het eventueel verbeteren van de ondergrond voor de funderingen zodat de fundering niet al te veel zal zetten. Dan gaat men over tot het storten van de strokenfundering. Hierop volgt het opmetselen van o.a. het trasraam waar later dampremmende folie en een muurplaat op worden gelegd. Vervolgens begint men met het stapelen van de strobalen die vervolgens goed in het vlak worden geslagen met een hamer. Als de hele muur staat, kan men nadat de muur vlak is gemaakt met een trimmer, de wapening aanbrengen. Hierna wordt de bovenste muurplaat en de spanbanden geplaatst waarmee vervolgens het geheel onder spanning gebracht.

Dit moet dan ongeveer anderhalve week uitwerken en zetten waarna er eventueel aanpassingen in de spanningen van de spanbanden kunnen worden gemaakt zodat de bovenste muurplaat horizontaal ligt. Als dit zover is kan er worden gestuct. Dit

Overdekte bouwplaats

Voorbereidingen voor voorspannen

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 30

moet in een aantal lagen worden gedaan zodat er een goede droging en hechting plaatsvindt. Deze droog en hecht periode duurt per laag een aantal dagen en in totaal zal het zo’n 30 dagen duren voor de hele stuclaag voltooid is.

Na deze 30 dagen kan met de verdiepingsvloer plaatsen en de volgende muur gaan bouwen op de zelfde manier (vanaf de voltooiing van de fundering en trasraam).

De bouwtijd van een massawoning met strobalen zal ons inziens niet veel verschillen van die van een op de conventionele bouwwijze gebouwde massawoning.

Het bouwen met stro vergt niet veel kennis omtrent de uitvoering. De simpele technieken zijn in twee workshops aan te leren en hier zal dus ook veel winst worden behaald op het terrein van de bouwtijd. Echter, bij de conventionele bouwmethodes hoeft (meestal) niet te worden gestuct en zullen er veel minder zettingen optreden dan bij strobalenbouw.

Alles bij elkaar genomen zal de bouwtijd dus niet korter zijn, maar zelfs wellicht langer doordat er op sommige processen gewacht moet worden.

6.7 Onderhoud

6.7.1 VochtEr zijn een aantal mogelijke gevaren die een strobalenwoning aan kunnen tasten. De grootste vijand is, net als bij elke bouwmethode, vocht. Maar omdat de strobalenwoning een deel van zijn sterkte verkrijgt door de strobalen moeten schimmels en rot absoluut voorkomen worden.Wanneer de balen een hogere vochtigheidsgraad dan 20% krijgen hebben schimmels genoeg voeding om zich in de balen te vestigen. De balen zullen hierdoor langzaam uiteenvallen en de constructie zal niet meer bruikbaar zijn.

Vochtdoorlatende folies zijn niet aan te raden in een strobalenconstructie. Door de folie kan de pleisterlaag zich niet goed aan het stro binden. Hierdoor verlies je de stevigheid die de twee materialen elkaar geven. Met een folielaag zal je dus iets als kippengaas nodig hebben om de pleisterlaag vast te houden.

Muren beschermen door goede fundering, ruime dakoverstekken en voldoende afwatering zijn de meest effectieve manieren om regen en vochtschade te voorkomen. Goed aangebracht, intact, onderhouden en ademend pleisterwerk zal de strobalen beschermen tegen vochtschade.Doordat klei vocht op kan nemen en af kan geven ontstaat er niet alleen een gezonde leefomgeving maar helpt het ook een laag vochtgehalte in de strobalenwand te behouden. Klei is ook een goed conserveringsmiddel en zal daarom de wand beschermen tegen rot. Als de wand extra bescherming nodig heeft tegen regen kan er een meer waterresistente leemafwerking gebruikt worden.

Bij de strobalenwoning in Ouwerkerk bij Zierikzee is door een constructiefout een muur blootgesteld aan slagregen. Over de al aanwezige laag leemstuc is een laag kalkverf aangebracht. Deze bestaat uit een mengsel van schelpen, verf en wei (het restproduct van kaas) en beschermt de wand goed tegen slagregen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 31

6.7.2 BrandMen zou kunnen denken dat een huis van stro erg brandbaar is, stro is immers een goede brandstof en één van de eisen van een strobalenwoning is om de balen zo droog mogelijk te houden. Echter doordat de balen sterk aangeperst zijn is er in de baal weinig zuurstof aanwezig om de brand te voeden. Door de onregelmatigheid van een strobalenmuur moet er ook een dikke laag pleisterwerk aangebracht worden die de strobalen nog een extra beschermlaag geeft.

De volgende resultaten zijn afkomstig uit een in Amerika afgelegde test.

Brandwerendheid

Materiaal TijdOngepleisterde strobaal 30 minuten

Gepleisterde strobaal 2 uurHoutskeletbouw afgetimmerd 8 minuten

(bron: www.strawbale.com.au)

Het zwakke punt in een strobalenwoning is dus niet het stro maar eerder de houten draagconstructie.

Als er ooit brand uit zou breken moet men wel een brandblusser gebruiken en niet het vuur met water proberen te blussen. Het bluswater zou uiteindelijk voor meer schade zorgen.

6.7.3 OngedierteEen veelvoorkomende zorg is ook dat er ongedierte in de strobalen zou gaan nestelen. Ervaringen met oude en nieuwe strobaalwoningen tonen echter aan dat dit niet het geval is. Zelfs bij gebruik van hooibalen waar de voedzame zaden nog aanzitten kwamen er geen problemen voor.Strobalen bieden minder plaats voor ongedierte dan standaard houtbouw. Wanneer de strobalen voldoende gepleisterd zijn hebben zelfs de kleinste insecten veel moeite om binnen te komen. Wanneer de muren niet gepleisterd worden bestaat de kans dat wespen of bijen zich in de muur gaan nestelen.

6.7.4 VochtsensorenOm de vochtigheid van een strobalenwand te meten kun je sensoren in de balen plaatsen. Wanneer deze sensoren niet veel kosten zouden bewoners zelf kunnen meten hoe het met de strobalen staat.

De Canadese woningcorporatie CMHC heeft onderzoek laten doen naar verschillende methodes om vochtgehalte in een strobaal te meten.Er is gebruik gemaakt van elektrische sensors, houtblokjes, mechanische sensors en een simpele weegproef.

De sensoren werden geplaatst in halve balen die op een bepaalde relatieve vochtigheidsgraad gebracht waren. Vervolgens werden de balen in plastic ingepakt om de vochtigheid volledig te verdelen over de baal en de sensor.

Drie technieken die het best werken zijn elektronische sensors, houtblok sensors en de weegproef. De kwaliteit van de proeven ligt in de orde van 10% relatieve vochtigheidsgraad. Genoeg om het verschil te zien tussen een droge en natte muur.

De elektronische sensor is gebaseerd op een bestaande vochtigheidsmeter die aangepast is om in een strobaal te gebruiken. De houtblokmethode is gebaseerd

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 32

op de elektrische geleiding van een blokje hout onder vochtige omstandigheden, Hoe vochtiger het wordt hoe beter het blokje geleid. De weegproef is het simpelst, alles wat je er voor nodig hebt is een beetje stro (10gram) ergens uit de muur vandaan waar je verwacht dat het vochtprobleem zit. Weeg het proefstukje op een nauwkeurige weegschaal (tot 0,02 gram) en pak het in geperforeerd aluminiumfolie in. Plaats het vervolgens 4 tot 6 uur in een oven van 120Co. Het verschil in gewicht tussen het vochtige en nu droge proefstuk is het vochtverlies.

6.8 Vervangen van strobalenWanneer de strobalen door een te hoog vochtgehalte toch zijn gaan schimmelen is het noodzakelijk de betreffende balen te vervangen. De balen hebben door de schimmels hun draagvermogen voor een groot gedeelte verloren.

In een experiment uitgevoerd door Professor E. Carr Everbach in 1998 werden er in een strobalenhuis op twee plekken vier strobalen vervangen. In een dragende muur en in een wand waar de balen als invulmateriaal waren gebruikt.

6.8.1 Niet dragende wandAls eerste moet de stuclaag op de bewuste plek aan één kant van de muur

verwijderen. Vervolgens worden de pinnen die verticaal in de wand zitten en de strobalen binden opzoeken. Dit kan door gebruik te maken van een dunne strip van metaal. Wanneer de pinnen gevonden zijn worden deze aangegeven met spuitverf. Voordat de balen verwijderd worden moet de muurplaat eerst gestut worden. Gebruik hiervoor houten balken die binnen en buiten tussen de grond en de plaat geklemd worden.

6.8.2 Verwijderen van de balenVoordat de balen verwijderd kunnen worden moeten eerst de pinnen verwijderd worden. Dit kan door eerst een deel van de eerste baal uit elkaar te halen en de pinnen door te zagen. De volgende pinnen en strobalen kunnen door het ontstane gat uit de resterend balen worden getrokken. Wanneer er boven het gat nog strobalen aanwezig zijn moeten deze gestut worden. Een stevige plank die gestut wordt door houten balken voldoet prima.

6.8.3 Vervangen van de balenDe balen worden in dezelfde volgorden als ze verwijderd zijn vervangen. Stevige dunne metalen platen om de balen verminderen de wrijving zodat de balen makkelijker zijn terug te plaatsen. De eerste balen zullen relatief makkelijk in te passen zijn. De latere balen passen steeds strakker in het gat door de inklinking van de oude balen. Voor de laatste balen zal dan ook aardig wat kracht nodig zijn om ze in het gat te duwen. De nieuwe balen worden door diagonalen pinnen aan elkaar vastgezet.

Plattegrond, de te vervangen plekken aangekruist

Wand met te vervangen balen

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 33

6.8.4 Dragende wandHet verwijderen van de balen gebeurt op dezelfde manier als eerder beschreven. Alleen werd in het experiment nu niet geprobeerd om de balen heel te houden. Het verwijderen van kleine stukken versnelde het proces aanzienlijk. Het vervangen gebeurt weer met gebruik van metalen platen om de balen om de wrijving te verminderen. Houd wel rekening met het feit dat deze wand zwaarder belast is en hierdoor verder in elkaar is gedrukt. Het kost dan ook veel meer moeite om de nieuwe balen terug te duwen.

6.8.5 ArbeidHet vervangen van vier strobalen in de niet dragende muur kostte in het experiment twee arbeiders ongeveer 7,5 uur. Tijdrovend was het gebruik van primitief gereedschap en het intact houden van de balen.

In de dragende muur kostte het drie tot vier arbeiders ongeveer 5 tot 6 uur. De muur in het experiment was aan beide zeiden toegankelijk en het verwijderen van het stro in losse stukken kostte veel minder tijd.

6.9 LevensduurEr zijn voorbeelden te vinden van strobaalwoningen uit eind 1800 die nog in prima staat verkeren. Wanneer de woning goed ontworpen is en er goede materialen zijn gebruikt is de houdbaarheid dus wel gegarandeerd.Er moet wel onderhoud gepleegd worden aan de woning. In een klimaat als in Nederland zal de pleisterlaag goed bijgehouden worden en voorkomen moeten worden dat e strobalen te vochtig worden.

De balen verwijderd in de niet-dragende wand De balen geplaatst in de niet-dragende wand

De balen verwijderd in de dragende wand De balen geplaatst in de dragende wand

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 34

6.10 DuurzaamheidHet gebruik van vernieuwbare grondstoffen in de bouw, zoals hout en stro, kan de milieubelasting door de bouwsector drastisch verlagen. Bovendien raken de voorraden van sommige veel toegepaste bouwstoffen gewoonweg op: er zijn dus alternatieven nodig. Vernieuwbare grondstoffen zijn regeneerbaar, dat wil zeggen dat ze blijven ‘aangroeien’ en de bronnen niet uitgeput raken. Bovendien zijn de materialen goed te hergebruiken of te recyclen. Samen levert dat dus grote voordelen op.

In tegenstelling tot het hout dat wordt gebruikt in het framewerk, is stro in minder dan een jaar volgroeid in een compleet hernieuwbaar proces. Elk jaar kan er van eenzelfde veld graan worden geoogst. Stro is restproduct van de graanindustrie. Een groot deel van het stro dat overblijft wordt verbrand omdat er geen ander nut voor te vinden is. Wanneer we het stro op grote schaal als bouwmateriaal gaan gebruiken verkleinen we de hoeveelheid stro dat wordt verbrand en verkleinen we de productie van andere bouwmaterialen die zonder stro gebruikt zouden worden.

Er wordt niet alleen bespaard op materiaal maar ook op energiekosten. De strobalen hebben namelijk een erg hoge isolatiewaarde. De R waarde is al snel drie keer beter dan in een huis met een standaard spouwmuur.

Wanneer je het hebt over duurzaamheid moet je ook niet vergeten dat een huis bij de sloop erg veel afval oplevert. Bouw en sloopafval dragen elk jaar het meest bij in de Nederlandse afvalstroom. Wanneer men een duurzame woning ontwerpt moet er dus ook worden gekeken wat er met de gebruikte materialen gebeurt wanneer het de woning gesloopt wordt. Wanneer een strohuis afgebroken wordt blijven er voornamelijk natuurlijke restproducten achter. Het stro kan gebruikt worden in compost of zelfs nog als veevoer.

De ecologische voetafdruk van een strobalenhuis is vergeleken met een conventionele woning een stuk kleiner. En daar gaat het over als je echt púúr duurzaam wilt bouwen. Je kunt een enorm energiezuinige woning neerzetten, maar als deze veel grondstoffen kost en veel bouw en sloopafval oplevert blijkt deze woning helemaal niet duurzaam te zijn.

6.11 SamenvattendHet bouwen met stro staat in Nederland nog niet erg duidelijk op de kaart. Veel regelgeving omtrent het bouwen met stro zijn nog niet aanwezig en tevens wordt het ook weinig gestimuleerd. Er is ook nog geen subsidieregelgeving voor bouwprojecten uitgevoerd in stro. Het realiseren van strobalen woningen is dus vooral afhankelijk van de ambities van de opdrachtgever.

De Arbo wetgeving schrijft voor dat het bouwen met de kleinere balen van 10kg mogelijk is en dat er voor het bouwen met de grotere balen van 17kg mechanische hulpmiddelen nodig zijn.

Tijdens het bouwen van een strobalenwoning is het in Nederland verstandig om dit onder een tent te doen om een droge werkplek te krijgen. Vocht is de grootste vijand en moet daarom geweerd worden uit de balen.

Door een degelijke uitvoering en onderhoud zijn alle gevaren die een strobalenwoning zouden kunnen aantasten te voorkomen. Grootste problemen zijn vocht, brand en ongedierte. Mochten er toch strobalen worden aangetast zijn deze redelijk eenvoudig te vervangen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 35

Als het huis goed wordt onderhouden kan het zijn dat de woning tientallen jaren kan blijven staan, er zijn voorbeelden van strobalenwoningen uit eind 1800.Een strobalenwoning is niet alleen gebouwd uit duurzame materialen, hij is ook duurzaam in het gebruik. Door de hoge isolatiewaarde kan er flink worden bespaard op de energierekening. Bij de sloop van de woning komen ook voornamelijk natuurlijk afbreekbare producten vrij.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 36

7 Ontwerp

7.1 Origineel ontwerpAls test hebben we gekeken welke problemen het kan opleveren als men een huis in stro wil bouwen. Hiervoor hebben we een bestaand plan van een rijtjeswoning, van hoofdzakelijk beton en baksteen, herontworpen naar een strobalen woning.

De woning maakt deel uit van de nieuwe wijk De Oude Kakert in Landgraaf. Het betreft een standaard rijtjeswoning van twee verdiepingen met een pannendak.

7.2 Ontwerp in strobalenBij het ontwerp in strobalen is er in eerste instantie rekening gehouden met de maat van de strobalen. Door kleine aanpassingen in de maatvoering is de woning bijna gelijk gebleven. De woning heeft ongeveer dezelfde oppervlakte gehouden. De breedte van de kamer is iets minder geworden door de dikkere muren, maar doordat de maat van de strobaal aangehouden is, is de woning iets langer.

Doordat de strobalen na het bouwen altijd nog een klein beetje inzakken kunnen er problemen ontstaan rond de ramen en deuren in de gevel. Dit komt omdat de kozijnen stijf zijn en niet mee inzakken met het stro. Hierdoor zijn de grote openingen in het huis opgedeeld in twee kleinere waar een stapel halve strobalen tussenligt.

De vloeren zijn niet van beton gehouden, dit zou te zwaar worden. Net als de niet dragende tussenmuren. In plaats daarvan ligt er een houten vloer in en zijn de wanden in houtskeletbouw uitgevoerd.

De dakconstructie is in deze woning gewijzigd. In het origineel liggen de dakspanten op de woningscheidende wand. In het stro ontwerp zijn de dakspanten van voor naar achter georiënteerd.

7.3 VergelijkingOp het oog zijn het twee verschillende woningen. De zichtbare afwerking verschilt enorm. Het origineel is van baksteen en het stro ontwerp is gestuct. Qua indeling is er bijna niks anders. De maten verschillen hooguit een beetje. Verder zijn alle voorzieningen in beide huizen toe te passen.

Een groot verschil zal wel in het energiegebruik liggen. De stro woning is stukken beter geïsoleerd.

7.4 SamenvattendEr zijn niet veel problemen ontstaan bij het ‘ombouwen’ van de woning. Veel maten konden redelijk behouden blijven. Bij erg grote ramen zouden er problemen kunnen ontstaan door zettingen van de strobalen. De ramen zijn immers niet vervormbaar en de last wordt de grote ramen opgenomen door in verhouding kleine strobaal wand. Deze wand zal dan meer in gaan zakken dan de wand onder de raamopening.

Ander problemen ontstaan bij de binnenwanden die door zettingen in het stro vrij moeten kunnen vervormen. Door een schuif systeem is dit goed op te lossen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 37

8 ConclusiesOp de hoofdvraag “In hoeverre is het mogelijk om massawoningbouw in Nederland uit te voeren in strobalen met de Nebraska bouwmethode?” hebben wij onderstaand antwoord gevonden.

Enerzeids is het zeker mogelijk om massawoningbouw in Nederland uit te voeren in strobalen met de Nebraska bouwmethode aangezien er op het vlak van de architectuur, bouwfysica, bouwtechniek, mechanica en uitvoeringstechniek voldoende oplossingen voorhanden zijn om eventuele problemen te verhelpen. De eigenschappen van de strobalen zijn op sommige punten erg gunstig voor het Nederlandse klimaat en de eissen die aan de woningbouw in Nederland worden gesteld.

Anderzeids zijn er bezwaren tegen deze bouwmethode aangezien er onvoldoende wetenschappelijk onderzoek is gedaan op het gebied van de mechanica. Er blijkt veel uit de praktijk in onder andere Amerika, maar wetenschappelijk onderzoek zal meer deuren openen bij bijvoorbeeld de overheid.

Dit gezegd hebbende kunnen we concluderen dat we onze hoofdvraag met een “Ja” moeten beantwoorden, aangezien het gebrek aan bepaalde wetenschappelijke informatie niet op kan wegen tegen de aanwezigheid van praktijk ervaring in andere landen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 38

9 Aanbevelingen voor onderzoekOp het gebied van de mechanica is nog veel terrein te winnen. Van kruip is op dit moment nog het minste bekend. Er moet naar worden gestreefd om ontwerpregels en betere mechanische inzichten te verkrijgen hoe strobalen constructies werken. Het zal vooral belangrijk zijn om rekenregels te ontwikkelen om een wand van strobalen, constructief te kunnnen dimensioneren.

Het zal ook nodig zijn om een goed marktonderzoek te plegen alvorens het in de praktijk brengen van een vorm van strobalenbouw in Nederland.

Daarnaast zal vanuit de overheid een onderzoek wenselijk zijn naar eventuele stimuleren van het bouwen met strobalen.

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 39

10 NawoordHet onderzoeksverslag dat u zojuist heeft gelezen is ontstaan na een trimester project gestuurd onderwijs aan de TU/e, waarin er is geprobeerd de probleemstelling en de onderzoeksvraag van het onderzoek constant scherper op te stellen en te verbeteren, zodat ze precies dat omvatten waarnaar we met dit onderzoek naar toe wilden.

Hierdoor heeft het onderzoek een evolutie doorgemaakt. Aan de hand van de probleemstelling is tussen de massa’s onrelevante informatie geschikte informatie geselecteerd om een goed en volledig antwoord te krijgen op onze onderzoeksvraag. Dit was niet altijd even gemakkelijk zeker als het om betrouwbare, wetenschappelijke informatie moest gaan.

Op het internet is heel veel te vinden over strobalenbouw. Vooral de individuele bouwprojecten worden uitvoerig beschreven. Dit biedt wel inzichten maar geen betrouwbare en wetenschappelijk onderbouwde informatie. Ditzelfde geldt trouwens ook voor veel literatuur. De meeste boeken zijn gericht op de individuele bouwer en tonen weinig tot geen resultaten van onderzoeken naar bijvoorbeeld de mechanica van strobalenbouw.

Wij hopen dat ons onderzoeksverslag u heeft doen inzien dat deze bouwvorm daadwerkelijk mogelijk is in Nederland en u inzicht heeft gegeven in de wereld van de strobalenbouw.

Mocht u contact met ons willen opzoeken dan kan dat via onderstaande e-mail adressen.

[email protected]@[email protected] Arno MulderijBram BusDaniël Tulp

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 40

11 Bronnenlijst

11.1 InternetbronnenA.C. Morrison Construction LLC: www.mehrconstruction.com/intro.shtmlDeze site gaat over een dorp in de staat Oregon dat met strobalen zal worden gebouwd.

Canadian Mortgage and Housing Corporation: www.cmhc-schl.gc.caDeze organisatie doet en heeft verscheidene onderzoeken gedaan naar het bouwen met strobalen.

Dictionary of Technical Terms: www.angelfire.com/ca/vlietstra/dictde.htmlEen technisch woordenboek voor onder andere Engels-Nederlands

DSA architecten: www.dsaarch.comEen groen architecten bureau dat ook strobalenbouw ontwerpt. Auteurs van het kruip onderzoek.

Ecological Building Network: www.ecobuildnetwork.orgHier is een strobalen test programma te vinden waar allerlei onderzoeken worden gedaan naar het bouwen in stro.

Fachverband Strohballenbau Deutschland: www.fasba.deDe website voor de vakvereniging van strobalenbouw in Duitsland

International Straw Bale Building Registry: sbregistry.greenbuilder.comEen international register voor gebouwen van strobalen.

Nationaal Dubo centrum: www.dubo-centrum.nlHet duurzaambouwen centrum van Nederland.

Oekodorf Linden: www.oekodorf7linden.deDe internetsite van een ecodorp in Duitsland waar ze appartementen complexen hebben gebouwd/ aan het bouwen zijn met behulp van de HSB invulmethode.

Online conversion: www.onlineconversion.comEen internetsite om eenheden te converteren naar andere eenheden.

Strawbale homebuilding: www.earthgarden.com.au/strawbale/strawhome.htmlDe strobouw webpagina’s van het Earth Garden Magazine

Strawtec.com.au: www.strawtec.com.auEen strobalen bouwbedrijf.

Swarthmore: www.swarthmore.edu/es/strawbale/straw_replace.htmlOnderwijsinstelling

The Strawbale Archives: listserv.repp.org/pipermail/strawbaleArchieven van mailing list (mailinglist ook gebruikt om aan informatie te komen)

Stro

balen

bouw

in N

ederlan

d

Pagina 41

11.2 LiteratuurBouwproducten, vervaardiging, toepassing, onderhoud, hergebruik, ing A. Blaazer, ing. F. Tt. Van Gessel, ir. G. Glas, D. Hijlkema, ing. J. Ledderhog, ir. D.P. Oterboom, ThiemeMeulenhoff, Utrecht/ Zutphen, 2000, 1e druk, 652 p.

Serious Straw Bale, Paul Lacinski, Michel Bergeron, Chelsea Green Publishing Company, White River Junction, Vermont, 2000, 1e druk, 371p.

The Beauty Of Straw Bale Homes, Anthena Swentzell Steen, Bill Steen, Chelsea Green Publishing Company, White River Junction, Vermont, 2000, 1e druk, 113p.

The Strawbale house, Anthena Swentzell Steen, Bill Steen, David Bainbridge, David Eisenberg, Chelsea Green Publishing Company, White River Junction, Vermont, 1994, 1e druk, 297p.

Tabellenboek Bouwkunde, A.H.L.G. Bone, A.J.Melsen, A.W.Peters, H.Post, tenHagenStam BV, Den Haag, 2001, 1e druk, 4e oplage, 328p.

Strobalenbouw in Nederland

Documents

Transcript of Strobalenbouw in Nederland