Wetenschap

Huis bij het oud papier

Karton. Het is goedkoop en herbruikbaar, dus volgens sommige architecten een ideaal materiaal om tijdelijke gebouwen van te maken. Maar is het sterk genoeg? Julia Schönwlder (Bouwkunde) verdiepte zich in de kracht van karton als bouwmateriaal.

“Bij bouwen met karton denkt men al snel aan een doos voor zwervers.” Toch ziet architect en hoogleraar bouwtechnisch ontwerpen prof.ir. Fons Verheijen veel voordelen aan karton als bouwmateriaal voor tijdelijke gebouwen. Het is misschien niet zo sterk als staal of beton. “Maar karton is razend goedkoop en weegt bijna niets. En als je een gebouw van karton niet meer nodig hebt, kan het gewoon bij het oud papier.”

De onderzoeksgroep van Verheijen experimenteert al een paar jaar met karton. Deze weken bouwen ze een kartonnen noodwoning voor vluchtelingen. “Een heel huis, inclusief kooktoestel en blikken verf, past in een pakket van 115 kilo”, vertelt Verheijen. “Met tape kunnen de bewoners het zelf in elkaar zetten en er daarna zeker anderhalf jaar in wonen.” Ook de Japanse architect Shigeru Ban bouwde al tijdelijke gebouwen van karton. In Utrecht staat zijn ‘paper dome’, een paviljoen van kartonnen buizen. Ook bouwde de kartonpionier het Japanse paviljoen voor de Expo 2000 in Hannover. De Duitse organisator liet de kartonnen constructie met hout verstevigen, omdat niet duidelijk was of het grote gewelfde dak van karton te vertrouwen was. Voor op grote schaal bouwwerken van karton verrijzen, moet eerst te voorspellen zijn hoe sterk een kartonnen constructie is en hoe het vervormt bij belasting.

Dipl.ing. Julia Schönwlder is de eerste die dat grondig onderzoekt. “Het verbaast me hoe sterk karton blijkt”, zegt Schönwlder. Ze houdt een stukje karton van anderhalve millimeter dik omhoog. “Hier kan zestig kilo aan hangen.” Met wat studenten knipte en lijmde ze in een week een kartonnen ligger van dertig centimeter dik en 2,7 meter lang. “Deze kon duizend kilo houden en hij had nog niet eens het ideale ontwerp.”

De resultaten klinken misschien veelbelovend, maar Schönwlder deed haar experimenten met droog karton. Iedereen die wel eens een doos in de regen heeft zien staan, zal weinig vertrouwen hebben in de stevigheid van een kartonnen huis na een bui. Een waterafstotend laagje is volgens Schönwlder en Verheijen een makkelijke en effectieve manier om het karton tegen regen te beschermen. Condens op metalen bouten die de constructie bijeen moeten houden, is volgens Verheijen een groter probleem. “Het vocht komt dan precies op de plek waar de krachten groot zijn”, zegt Verheijen. “Bouwen met karton is een nieuwe wereld. We zijn nu aan het ontdekken wat de kwaliteiten en de mogelijkheden zijn.”

Om de eigenschappen van karton te doorgronden, begon Schönwlder bij het begin. Geen waterafstotende laagjes of ingewikkelde constructies, maar meer dan duizend experimenten met stukjes doorsnee karton. Eerst bepaalde ze van vijf soorten massief karton . golfkarton is voor de bouw niet geschikt . hoeveel trek- en drukkrachten ze aankonden. Een machine trok en duwde aan de uiteindes van kartonnen staafjes tot ze kapot gingen of alleen nog maar vervormden en geen kracht meer opnamen.

Daarna maakte Schönwlder liggers van twintig tot veertig centimeter lang, door laagjes karton op elkaar te lijmen. Die legde ze op twee steunpunten en ze liet een machine de druk in het midden opvoeren tot de ligger brak. Als ze de ligger zo neerlegde dat de laagjes verticaal waren, was hij vier keer zo sterk dan dezelfde ligger met horizontale laagjes. Gewapend met deze informatie maakte Schönwlder grote liggers van een paar meter lang. Geen massieve, maar slimme, lichtere constructies.

Ze testte al wanneer de liggers kapot gingen. Tijdens haar volgende experimenten wil Schonwalder ook kijken hoe ze vervormen voor ze breken.

Met de informatie die ze verzamelt over sterkte en vervorming, maakt Schönwlder een computermodel. Dat model rekent uit of een kartonnen constructie overal sterk genoeg is. Shigeru Ban kan er bijvoorbeeld mee berekenen hoeveel mensen zijn geplande kartonnen voetgangersbrug kan dragen. Als het aan Schönwlder en Verheijen ligt, zullen nog meer architecten met karton gaan bouwen. Niet alleen omdat het herbruikbaar is. Verheijen: “Karton kan heel sexy zijn.”

De TU Delft werkte mee aan de tentoonstelling ‘Bouwen met karton’ die tot 10 mei te zien is in het Rijnlands Architectuur Platform in Leiden.

www.rapsite.nl

Kartonnen noodwoning voor vluchtelingen. “Een heel huis, inclusief kooktoestel en blikken verf, past in een pakket van 115 kilo.” (Foto: Sam Rentmeester/FMAX)

“Bij bouwen met karton denkt men al snel aan een doos voor zwervers.” Toch ziet architect en hoogleraar bouwtechnisch ontwerpen prof.ir. Fons Verheijen veel voordelen aan karton als bouwmateriaal voor tijdelijke gebouwen. Het is misschien niet zo sterk als staal of beton. “Maar karton is razend goedkoop en weegt bijna niets. En als je een gebouw van karton niet meer nodig hebt, kan het gewoon bij het oud papier.”

De onderzoeksgroep van Verheijen experimenteert al een paar jaar met karton. Deze weken bouwen ze een kartonnen noodwoning voor vluchtelingen. “Een heel huis, inclusief kooktoestel en blikken verf, past in een pakket van 115 kilo”, vertelt Verheijen. “Met tape kunnen de bewoners het zelf in elkaar zetten en er daarna zeker anderhalf jaar in wonen.” Ook de Japanse architect Shigeru Ban bouwde al tijdelijke gebouwen van karton. In Utrecht staat zijn ‘paper dome’, een paviljoen van kartonnen buizen. Ook bouwde de kartonpionier het Japanse paviljoen voor de Expo 2000 in Hannover. De Duitse organisator liet de kartonnen constructie met hout verstevigen, omdat niet duidelijk was of het grote gewelfde dak van karton te vertrouwen was. Voor op grote schaal bouwwerken van karton verrijzen, moet eerst te voorspellen zijn hoe sterk een kartonnen constructie is en hoe het vervormt bij belasting.

Dipl.ing. Julia Schönwlder is de eerste die dat grondig onderzoekt. “Het verbaast me hoe sterk karton blijkt”, zegt Schönwlder. Ze houdt een stukje karton van anderhalve millimeter dik omhoog. “Hier kan zestig kilo aan hangen.” Met wat studenten knipte en lijmde ze in een week een kartonnen ligger van dertig centimeter dik en 2,7 meter lang. “Deze kon duizend kilo houden en hij had nog niet eens het ideale ontwerp.”

De resultaten klinken misschien veelbelovend, maar Schönwlder deed haar experimenten met droog karton. Iedereen die wel eens een doos in de regen heeft zien staan, zal weinig vertrouwen hebben in de stevigheid van een kartonnen huis na een bui. Een waterafstotend laagje is volgens Schönwlder en Verheijen een makkelijke en effectieve manier om het karton tegen regen te beschermen. Condens op metalen bouten die de constructie bijeen moeten houden, is volgens Verheijen een groter probleem. “Het vocht komt dan precies op de plek waar de krachten groot zijn”, zegt Verheijen. “Bouwen met karton is een nieuwe wereld. We zijn nu aan het ontdekken wat de kwaliteiten en de mogelijkheden zijn.”

Om de eigenschappen van karton te doorgronden, begon Schönwlder bij het begin. Geen waterafstotende laagjes of ingewikkelde constructies, maar meer dan duizend experimenten met stukjes doorsnee karton. Eerst bepaalde ze van vijf soorten massief karton . golfkarton is voor de bouw niet geschikt . hoeveel trek- en drukkrachten ze aankonden. Een machine trok en duwde aan de uiteindes van kartonnen staafjes tot ze kapot gingen of alleen nog maar vervormden en geen kracht meer opnamen.

Daarna maakte Schönwlder liggers van twintig tot veertig centimeter lang, door laagjes karton op elkaar te lijmen. Die legde ze op twee steunpunten en ze liet een machine de druk in het midden opvoeren tot de ligger brak. Als ze de ligger zo neerlegde dat de laagjes verticaal waren, was hij vier keer zo sterk dan dezelfde ligger met horizontale laagjes. Gewapend met deze informatie maakte Schönwlder grote liggers van een paar meter lang. Geen massieve, maar slimme, lichtere constructies.

Ze testte al wanneer de liggers kapot gingen. Tijdens haar volgende experimenten wil Schonwalder ook kijken hoe ze vervormen voor ze breken.

Met de informatie die ze verzamelt over sterkte en vervorming, maakt Schönwlder een computermodel. Dat model rekent uit of een kartonnen constructie overal sterk genoeg is. Shigeru Ban kan er bijvoorbeeld mee berekenen hoeveel mensen zijn geplande kartonnen voetgangersbrug kan dragen. Als het aan Schönwlder en Verheijen ligt, zullen nog meer architecten met karton gaan bouwen. Niet alleen omdat het herbruikbaar is. Verheijen: “Karton kan heel sexy zijn.”

De TU Delft werkte mee aan de tentoonstelling ‘Bouwen met karton’ die tot 10 mei te zien is in het Rijnlands Architectuur Platform in Leiden.

www.rapsite.nl

Kartonnen noodwoning voor vluchtelingen. “Een heel huis, inclusief kooktoestel en blikken verf, past in een pakket van 115 kilo.” (Foto: Sam Rentmeester/FMAX)

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.