Wetenschap

TU Eindhoven bouwt huis van isolatiemateriaal

Luchtkasteel krijgt
voet aan de grond

Door W. G. Hulsman
Woont straks een groot deel van Nederland in huizen met wanden die voor meer dan 90 procent uit lucht bestaan? Voor onderzoeker ir. S. P. G. Moonen van de Technische Universiteit Eindhoven (TUE) is dat geen luchtkasteel. „Onze nieuwe methode is flexibel en energiebesparend. We moeten alleen het vertrouwen van de bouwwereld nog zien te winnen”.

Moonen heeft twee jaar gewerkt aan de ontwikkeling van nieuwe, lichte bouwelementen die een sterke bijdrage leveren aan de energiebesparing. Qua uiterlijk vertonen de platen veel overeenkomst met de isolerende platen die in nieuwbouw vaak als dakbedekking gebruikt worden. Omdat hij bezig is met het aanvragen van een octrooi, laat Moonen nog niet het achterste van zijn tong zien. Zijn ideeën zijn nog in ontwikkeling.

De kern van de platen –zo'n 14 centimeter– bestaat uit eps, geëxpandeerd polystyreen; de fabrikant gebruikt liever niet de aanduiding piepschuim. De buitenkant ervan is een dun plaatje stevig materiaal; aan de binnenzijde van het huis is dat gips. De platen zijn daardoor licht –20 kilo per vierkante meter– en gemakkelijk hanteerbaar, maar hebben desondanks een enorme draagkracht. Moonen legt uit waarom: „Als je een rechtopstaande liniaal belast, buigt hij door. Maar als je twee linialen neemt en je vult de tussenliggende ruimte op met isolatiemateriaal dat met de linialen verlijmd is, dan neemt de draagkracht sterk toe”.

„Die draagkracht komt door een slimme combinatie van houten latten en het isolatiemateriaal. Uit berekeningen blijkt dat de platen ondanks hun lichte opbouw toch bijzonder sterk zijn als ze in de lengterichting worden belast. We hebben een proef gedaan: twee dakplaten op een afstand van 6 meter van elkaar konden samen een betonplaat van 1,5 meter dik dragen”.

Moonen wil met zijn materiaal bijdragen aan energiebesparend bouwen. Doordat de platen 'naadloos' aaneensluiten en onderling verlijmd worden, is het huis volledig geïsoleerd. Daarom is er een installatie nodig voor permanente luchtverversing binnen de wanden.

De 'muren van lucht' zijn tegelijk isolatiemateriaal en wand. Daar zit dus de besparing: de wand mag 15 centimeter dik zijn –of desgewenst nog dikker– terwijl in de 'traditionele' bouw de dikte van het isolatiemateriaal maximaal de helft is, omdat anders de muren te ver van elkaar af staan. Een ander verschil is dat de bouw begint met de isolerende wand, waar naar keuze een stenen, houten of metalen buitenwand tegenaan geplaatst wordt.

Proef
Om de materialen te testen, is op het terrein van de TUE een proefwoning gebouwd waarin de nieuwe technieken zijn verwerkt. Moonen en zijn collega's onderzoeken nu hoe de materialen zich gedragen onder verschillende weersomstandigheden. „Het doel bij de bouw was in één dag een waterdicht gebouwtje van 6 bij 6 meter neer te zetten”.

In het huisje zijn zo veel mogelijk energiebesparende technieken toegepast. Zo benut het ventilatiesysteem de warmte van de lucht die naar buiten gaat om de frisse lucht die naar binnen komt te verwarmen. De ramen van het huisje bestaan uit drie lagen. 's Zomers zorgt de luchtstroming in de ramen voor verkoeling en 's winters voor optimale benutting van het binnenvallende zonlicht.

Verder is een zonnepaneel ingebouwd dat tevens de nokbedekking vormt. „Nu maken bouwers eerst een waterdichte dakkap en daar bovenop zetten ze nog eens zonnecellen. Dat is toch zonde. Bij dit huisje is dat gecombineerd”. Het dak bevat verder een zonnecollector die zonlicht benut om water te verwarmen. Schijnt de zon niet, dan onttrekt het apparaat warmte aan de lucht die onder de collector doorgezogen wordt.

Het proefhuis van de TUE heeft inmiddels de eerste winterstormen met succes doorstaan. „En dat terwijl je het moet vergelijken met een tafel met vier poten, waarbij elke poot bestaat uit twee latjes van 2 bij 12 centimeter. Dat draagt de hele constructie”.

Montage
Het gebruik van de dragende, lichte bouwelementen leidt tot een flinke verkorting van de bouwtijd, dankzij de goede hanteerbaarheid en flexibiliteit. In de bouwwereld is behoefte aan universele bouwmethoden. Dat blijkt uit het gebruik van steen- en gasbetonblokken. Die flexibiliteit was voor Moonen een belangrijke eis. Met de huidige systeembouw zijn architecten gebonden aan systeemeenheden van bijvoorbeeld 20 en 30 centimeter. „En dat willen architecten niet. Mijn systeem is veel flexibeler. Daarom spreek ik van bouwwijze en niet van bouwsysteem”. Moonen wil uiteindelijk toe naar een complete prefab bouwmethode, waarin een fabriek kant-en-klare zijwanden voor een huis levert, compleet met kozijnen en deuren. „De enige eis is, dat de elementen op een vrachtwagen passen”. Door de kant-en-klare aanlevering op de bouwplaats is bouwen dan een kwestie van het monteren van zes panelen.

Moonen denkt dat het project daarom ook op termijn zal aanslaan. „Er is een tekort aan goede vakmensen in de bouw. Met dit systeem heb je minder personeel op de bouwplaats nodig. Een steeds groter deel van de productie verschuift naar de fabriek. Het bouwproces is zo nog beter beheersbaar. Productieafval wordt hergebruikt en je hebt minder rommel op de bouwplaats”.

Spijker in lucht
Terwijl Moonen probeert om de bouwwereld warm te krijgen voor zijn vondst, werkt hij nog hard aan de ontwikkeling ervan. „Een spijkertje in lucht vastmaken, dat is nog steeds een lastige techniek”, zegt hij, om aan te geven waar de problemen liggen. Verder is de fundering erg belangrijk: die moet erg vlak zijn, omdat het huis uit slechts enkele panelen bestaat. „Je hebt weinig speling”, zegt Moonen. Hij ontwikkelde zelf een speciale fundering, voor een groot deel prefab, en uiteraard met isolatiemateriaal, zodat er geen koudebruggen ontstaan.

„Maar de bouwwereld blijft terughoudend met het accepteren van nieuwe ideeën en materialen, ze zijn bang voor schadeclaims die jaren later nog kunnen komen”. Toch ziet Moonen mogelijkheden. „De bouw durft onder druk van de consument en de politiek ook geen slechte materialen meer te gebruiken”.

Mogelijk geeft de kostenbesparing de doorslag. In Nuenen bouwde Moonen een werkplaats voor 35.000 gulden die anders 55.000 had gekost. Inmiddels werkt hij aan een project in Wolvega, waar hij woningen van een aanbouw voorziet. Die uitbreiding kan zonder veel hinder voor de bewoners, in ëën dag, worden geplaatst. „Misschien kan ik ze uiteindelijk overtuigen”.

Dit is het laatste artikel in een korte serie over energiebesparing in nieuwbouwprojecten.