TNO zet in op ‘Kozijn van de Toekomst’

Vak & Kennis

TNO

‹ Terug naar overzicht
Geplaatst op:
Terwijl de timmerindustrie in Nederland met geavanceerde machines een hoge mate van automatisering bereikt, komt werkelijke innovatie van product en productie niet echt van de grond. TNO en FSC Nederland roepen timmerfabrikanten en hun ketenpartners op om in werksessies los te komen van hoe ze altijd hebben gewerkt. Jan de Jong, projectleider van TNO zegt: “Innovatie is een nieuwe start durven maken.” Houtwetenschapper Jan-Willem van de Kuilen vertelt over nieuwe constructieve mogelijkheden van kruislaaghout. Van de Kuilen: “Deze technologie maakt ook de weg vrij voor nieuwe producten van de houtindustrie.”

Jan-Willem van de KuilenOp een zonovergoten decemberdag in 2019, kwam in de Rotterdamse innovatiebroedplaats ‘Blue City’, een gezelschap bij elkaar van vertegenwoordigers van woningcorporaties, timmerbedrijven, houthandels, bouwtoeleveranciers, architectenbureaus, bouwbedrijven, onderhoudsbedrijven, brancheorganisaties en expertise-bureaus. Allemaal hebben ze dagelijks te maken met hout en houttoepassingen. Onder de glazen kap van voormalig zwembad ‘Tropicana’ evalueren ze hun gesprekken over wat innovatie in de houtindustrie kan betekenen en er zijn sprekers. Eén van hen is Jan-Willen van de Kuilen (55). Zijn werkzame leven staat in het teken van het wetenschappelijk onderzoek van hout en houttoepassingen. Sinds 2009 is Van de Kuilen professor in de ‘Houttechnologie’ aan de Technische Universiteit van München en in deeltijd verbonden aan de TU Delft voor ´Biobased Structures and Materials´. Tegenwoordig houdt hij zich onder meer bezig met de mechanica en de productietechnologie van gelamineerd hout zoals kruislaaghout (CLT of X-Lam, red.). Na zijn presentatie in Rotterdam beantwoordde hij nog enkele vragen.

Waarom wordt hout de laatste jaren steeds meer toegepast in de bouw?

Van de Kuilen: “Hout kan een hoge belasting aan en het isoleert goed. Bouwfysisch en bouwtechnisch is het een geschikt alternatief voor beton en staal. Daarbij is het relatief gemakkelijk te bewerken. Het grootste voordeel is dat hout zeer milieuvriendelijk is. Groeiend hout neemt CO2 op uit de lucht en gebruik je het hout daarna in een gebouw, leg je CO2 vast. Bouwen met hout is niet per definitie 100 procent circulair, maar maakt ‘circulariteit’ wel gemakkelijker. Noodzaak blijft het om wereldwijd CO2 uit de lucht te halen, door maatschappelijk gebruik van biomaterialen en door zo snel mogelijk te stoppen met gebruik van fossiele energiebronnen.”

Welke toepassingen van hout betekenen een doorbraak in de huidige bouwpraktijk?

Van de Kuilen: “Een belangrijke ontwikkeling is die van het product ‘kruislaaghout’ (crosslaminated veneer timber CLT). Daarmee kun je veel hogere constructies bouwen dan met de gangbare hsb-systemen. Met houtskeletbouw haalden we in de jaren negentig een maximale hoogte van vijf verdiepingen (project Ecodus, Delft 1992, red.). Tegenwoordig maken we met kruislaaghout gebouwen van twintig tot dertig verdiepingen. In dergelijke draagconstructies is hout als het ware het nieuwe beton. Met ons onderzoek tonen we aan dat je ook met CLT-constructies kunt voldoen aan de eisen die gesteld worden aan hoogbouw met beton-en-staal. Voorlopig hebben we in Nederland nog niet de technologie in huis voor het maken van CLT. Intussen schieten in EU-landen, in de VS en in Canada de CLT-fabrieken als paddestoelen uit de grond.” 

Gaat CLT-technologie ook in ons land de bouwproductie veranderen?

Hotel JakartaVan de Kuilen: “Dat hangt van de uitvoerende partijen af: doen ze het met beton of doen ze het met hout? Er zijn veel concepten mogelijk. Maar die heeft één persoon nooit helemaal in zijn hoofd zitten. Daar zijn computers en de juiste software voor nodig. Dan heb ik het over ‘parametrisch ontwerpen’ en over software die CLT- leveranciers gratis ter beschikking stellen. Als je bijvoorbeeld kiest voor een houten gebouw van twintig verdiepingen met een betonnen liftkern, rekent de computer de vorm, afmetingen en de optimale draagconstructie uit. Studenten van de TU Delft werkten, in het kader van hun studie, aan constructieberekeningen voor Hotel Jakarta, dat ‘houten’ hotel van acht verdiepingen dat sinds 2018 op de punt van het Java-eiland in Amsterdam staat. Het heeft geen betonnen schacht als stabiele kern, maar een draagconstructie die bestaat uit 176 gestapelde, hoofdzakelijk houten, modules. Een centrale liftkern bleek onmogelijk omdat het bouwvolume in tweeën was gesplitst door een tropische binnentuin. Bij het ontwerp van die bijzondere draagconstructie van architectenbureau Search en ingenieursbureau Pieters Bouwtechniek, zijn computermodellen gebruikt die laten zien hoe horizontale windkracht de stapeling van houten modules in beweging zou kunnen brengen.”

Op welke manier kan de Nederlandse timmerindustrie een rol spelen in dit soort nieuwe ontwikkelingen?

Van de Kuilen: “Het is bekend dat het niveau van automatisering in de Nederlandse timmerfabrieken zeer hoog is. Maar we kennen ook het uitgebreide web van regels en voorschriften in Nederland die uitvoering van een innovatief project vaak tegenwerken. Van Hotel Jakarta kunnen we leren dat in een gebouw met een hypermoderne aanblik ook heel veel hout kan worden verwerkt. Zo biedt nieuwe houttechnologie voor de timmerbranche nieuwe kansen. In het kielzog van nieuwe houten draagconstructies hebben we ook de toeleveranciers van houten prefab elementen, materialen en systeembouwcomponenten hard nodig. Maar daar hoort wel bij dat je zorgt voor een goeie opleiding van de mensen die dergelijke complexe producties ook aankunnen. Vandaar de vraag die ik heb gesteld bij de bijeenkomst in ‘Blue City’: ‘Welke timmerfabriek heeft al een eigen voltijds R&D-manager in de gelederen?’”

Het Kozijn van de Toekomst

In de conferentieruimte van ‘circulair centrum ‘Blue City’ hebben zich die dinsdag 3 december 2019 bijna zeventig personen verzameld die beroepsmatig zijn betrokken bij de productiecyclus van houten gevelelementen, die producten en het productieproces willen verbeteren en verduurzamen en hebben nagedacht over ‘Het kozijn van de toekomst’. Projectleider Jan de Jong en houtexpert Robert Bezemer van TNO gaven in hun presentaties de aandachtspunten weer, die in september 2019 naar boven waren gekomen tijdens de drie creatieve sessies met deelnemers aan het TNO-project ‘Kozijn van de Toekomst’. Ze vatten samen wat er ter tafel kwam over de thema’s: Circulariteit, Ontwerp & Fabricage en Co-makership & Beheer. Daaruit hebben ze uiteindelijk tien uitgangspunten gedistilleerd die van belang zijn voor succesvolle ontwikkeling van een ‘Nieuw houten Kozijn’. Met die punten heeft TNO een zogeheten morfologische kaart samengesteld waarmee allerlei ontwerpen van kozijnen kunnen worden gemaakt. Vier voorbeelden zijn alvast geschetst (zie afbeelding 5). Ook is een vijfjarenplan uitgezet en een routekaart gemaakt voor een drievoudige innovatie: van het product kozijn, het productieproces van het kozijn en van de ontwikkeling van ketensamenwerking en het vermarkten en beheren van het nieuwe kozijn.

‘Goede kozijnen’

Na zijn presentatie gaf Jan de Jong zijn reactie op wat gerust een intensieve studiebijeenkomst genoemd kan worden met eyeopeners en aansprekende toekomstbeelden. De Jong: “Ik hoorde iemand zeggen: ‘Laten we ons bij een nieuw kozijnontwerp richten op de vormgeving of op een trend als terugdringen van CO2-uitstoot’. Een ander suggereerde dat je zoiets misschien het beste kon doen op basis van een bestaand kozijn. Nou, dat ging echt regelrecht in tegen wat mijn bedoeling is met dit project. Innoveren is iets ander dan updaten. Weer een ander meende dat de sterke nadruk op innovatie voor zijn gevoel lijkt op een verhulde aanval op zijn ‘goede kozijnen’. Ik heb hem geprobeerd om duidelijk te maken dat het niet om goed of slecht gaat, maar wel om de vaststelling dat we op zoek gaan naar een ander product, met andere eigenschappen waarvan je weet dat de klant die graag heeft.”

Prestatieafspraken

Businessmodellen voor een vernieuwd kozijn is De Jong bij timmerfabrieken nog niet tegengekomen. “Nee, niet in de timmerindustrie. Wel in de onderhoudswereld. Onderhoudsbedrijven bieden woningcorporaties aan om een woongebouw of een huis te onderhouden op een bepaald prestatieniveau. Op die manier stelt het bedrijf zich verantwoordelijk voor de esthetische en functionele kwaliteit van kozijnen. Zoals dat onderhoudsbedrijf opereert in die samenwerkingsdriehoek met woningcorporatie en verfleverancier, zo zouden timmerfabrikanten ook prestatieafspraken kunnen maken in hun samenwerkingsvierhoek met de woningcorporatie, de aannemer en de toeleveranciers. Dan is het ook niet nodig dat men in geval van schade naar elkaar staat te wijzen, maar kun je dat in samenspraak oplossen”. 

Het project ‘Kozijn van de Toekomst’ krijgt in 2020 een vervolg in de vorm van kleinere vervolgprojecten met werksessies en een groter vervolgproject waarin ‘Het Nieuwe Kozijn’ echt wordt ontwikkeld.