Houtbouw maakt van 72 meter hoge kantoortoren vrijwel CO2-neutrale constructie

Gelamineerd hout

Houtbouw is op zichzelf niets bijzonders. “Dat doen we al eeuwen,” zegt RVB-architect Fokke van Dijk, “maar niet tot 72 meter hoogte en ook het gebruik van gelamineerd hout hiervoor is nieuw.” Gelamineerd betekent dat de balken zijn samengesteld uit stukken hout die met elkaar verlijmd zijn. “Die techniek hebben we goed onderzocht en is gecertificeerd. Het voordeel van verlijmingstechniek is dat je met snelgroeiend hout - waaibomenhout eigenlijk - toch hele stijve constructies kunt maken. In de pakweg zestig jaar dat het gebouw er zal staan, zijn de bomen die je hebt weggekapt al twee keer terug gegroeid in een duurzaam beheerd bos. Er wordt zo extra CO2 aan de lucht onttrokken. Overigens kan Monarch IV natuurlijk veel langer mee.”

Ruim dimensioneren

De verlijmingstechniek voor houten hoogbouw is op dit moment nog niet veel toegepast. “We dimensioneren daarom ruim en we schrijven sprinklers voor. Om de haalbaarheid te toetsen, hebben we samen met een adviesbureau een principeconstructie ontworpen. In de doorontwikkeling na de aanbesteding blijft met name de uitwerking van de houten constructie een belangrijk onderwerp.”

En hout levert niet meer brandgevaar op, verzekert Van Dijk. “Net als bij een betonnen of stalen constructie moet je het gebouw goed ontwerpen. We voldoen gewoon aan wet- en regelgeving. Het is ook goed om te weten dat dikke balken überhaupt niet helemaal uitbranden. Op een gegeven moment krijg je een paar centimeter as op een balk en dan komt er geen zuurstof meer bij het hout en brandt de balk niet verder.”

De vloerbalken zijn vanaf de straat aan het zicht onttrokken, waardoor je geen driehoeken maar een patroon van ruiten ziet

RVB - De vloerbalken zijn vanaf de straat aan het zicht onttrokken, waardoor je geen driehoeken maar een patroon van ruiten ziet

Driehoeken vormen ruitpatroon

De essentie van het Monarch IV-ontwerp is de driehoek, de sterkste vorm die er bestaat. In een traditioneel kantoorgebouw van beton en staal haalt een toren zijn stabiliteit uit de kern in de vorm van een dikke betonnen liftschaft. Omdat hout minder sterk is, werd in het ontwerp de stabiliteit naar de buitenkant gehaald. Op die manier heb je een groot oppervlak beschikbaar om de krachten te verwerken. Op de gevels zie je een patroon van diagonale lijnen die elkaar kruisen. Waar schuine lijnen elkaar raken, komen verbindingen met de horizontale vloerbalken. Zo ontstond een stevig web van driehoeken. De vloerbalken zijn vanaf de straat aan het zicht onttrokken, waardoor je geen driehoeken maar een patroon van ruiten ziet. In de gevelconstructie – de driehoeken – zit circa 1.880 kubieke meter hout verwerkt.

CO2-reductie

Zelfs een houten toren als Monarch IV kan niet helemaal zonder beton. De houten toren rust op vier verdiepingen van beton - twee ondergronds en twee bovengronds. “Die vier verdiepingen in beton kosten ongeveer evenveel CO2 om te maken als de achttien verdiepingen in hout. We hebben het ontwerp vergeleken met een gebouw van beton en staal en dan blijkt dat je met houtbouw de CO2-uitstoot voor de productie en montage halveert. Als je ook nog de CO2 meetelt die in het hout is opgeslagen - als een boom groeit, neemt die immers CO2 op - dan heb je een vrijwel CO2-neutrale constructie.”

Als je ook nog de CO2 meetelt die in het hout is opgeslagen, heb je met Monarch IV een vrijwel CO2-neutrale constructie

RVB - Als je ook nog de CO2 meetelt die in het hout is opgeslagen, heb je met Monarch IV een vrijwel CO2-neutrale constructie

Snel bouwen

Nog een voordeel van hout is dat je snel kunt bouwen. Belangrijk, want de Monarch IV komt op een dichtbebouwde en drukke locatie nabij Den Haag Centraal. “Het is een hele krappe bouwplot. Je wilt zoveel mogelijk prefabriceren op een andere plek. Omdat hout relatief licht is, kun je ter plekke betrekkelijk grote elementen hijsen. Dus je hebt ook minder hijsbewegingen. En al die mortelmolens die gewoonlijk op een bouwplaats draaien, ben je met de droge constructiemethodes ook kwijt. Houtbouw kan daardoor veel sneller. Voor betonbouw moet er zoveel op de bouwplaats gebeuren. Je hebt tijdelijke constructies nodig waar je beton in stort en dat moet weer uitdrogen. Dat kost veel tijd.’

Volgens RVB is het de bedoeling dat de bouw start in 2026, de oplevering is voorzien in 2028.

Het gebruik van gelamineerd hout in dergelijke hoogbouw is nieuw

RVB - Het gebruik van gelamineerd hout in dergelijke hoogbouw is nieuw

Parametrisch ontwerp

In de ontwerpfase deed het Rijksvastgoedbedrijf beroep op Royal HaskoningDHV, al 140 jaar toonaangevend als ingenieursbureau. Samen met het RVB werd een parametrisch ontwerp voor Monarch IV gemaakt. ‘Ontwerpambities en uitgangspunten zijn vertaald in ontwerpspelregels en variabelen’, stelt het bureau. ‘Computermodellen en algoritmes zorgen ervoor dat de gevolgen van ontwerpkeuzes direct en integraal zichtbaar zijn. Met deze integrale manier van werken geeft Royal HaskoningDHV het ontwerpteam de middelen in handen om tot geïnformeerde besluitvorming te komen. Naast geïnformeerde besluitvorming biedt parametrisch ontwerpen kansen om het ontwerp integraal te optimaliseren. Dit doen we door de disciplines architectuur, constructies, bouwfysica, duurzaamheid en installaties te verbinden met data en digitale middelen. Zo wordt bijvoorbeeld direct zichtbaar wat het effect is van een verandering in de constructie op de hoeveelheid daglicht op een verdieping, de energiebalans en de technische installaties.’

Parametrisch ontwerpen heeft bijgedragen aan een significante optimalisatie van het ontwerp. ‘Het parametrisch model stelt ons in staat om ieder element van de diagrid-constructie individueel te berekenen in plaats van te clusteren per bouwlaag. Dit levert een aanzienlijke materiaalbesparing van ca. 30% op. De integrale aanpak bood daarnaast kansen voor optimalisatie van de façade. Er is namelijk een direct verband tussen de afmetingen van de constructie en de mate van transparantie van de gevel. Een computeralgoritme heeft ruim 3.600 varianten van de gevel doorgerekend in de zoektocht naar optimale balans tussen materiaalgebruik, daglichttoetreding en energieverbruik.’

Bronnen: RVB / Royal HaskoningDHV

Foto’s: RVB