De opmars van houtbouw en industriële bouwconcepten is ook gereedschaps- en ankerproducent Hilti niet ontgaan. Daarom introduceren zij een innovatieve, blinde verbindingsoplossing voor prefab houtbouw: de HCW, oftewel de Hilti Coupler Wood. Deze totaaloplossing heeft invloed op zowel de engineering en productie als de uitvoering op locatie. Grootste voordeel: een forse tijdsbesparing op het gehele bouwproces.
“We zien steeds meer industrialisatie in de bouw en een toenemende vraag naar houtbouw”, begint Coert de Jong, engineer bij Hilti. “Tegelijkertijd moet de bouw de CO2-uitstoot beperken, moet er sneller gebouwd worden en is er minder geschoold personeel. Hilti wil niet alleen inspelen op de markt, maar ook vooroplopen door slimme en goede oplossingen te bedenken die zorgen voor verbeteringen in de bouwketen. Onze missie is niet voor niets: ‘Making construction better’.”
Eenvoudige verbindingsoplossing
Een van die slimme oplossingen is de HCW-houtverbinder, in 2021 voor het eerst in Duitsland geïntroduceerd en sinds dit jaar ook beschikbaar op de Nederlandse markt. De HCW-houtverbinder is een innovatieve, maar tegelijkertijd heel eenvoudige verbindingsoplossing voor prefab houtbouwsystemen. De oplossing bestaat uit vier producten: de HCW-houtverbinder zelf, een schroefanker dat in houten elementen bevestigd wordt en hoofdzakelijk de laterale krachten opvangt; de HCW-L, eenzelfde soort anker maar met een spijkerplaat eraan gekoppeld voor het opvangen van de axiale krachten; HST3-segmentankers voor de verankering van de HCW op beton en tot slot HSW-bouten voor de bevestiging op hout. Met de HCW-oplossingen kunnen dus zowel hout-hout- als hout-betonverbindingen worden gemaakt.
De HCW-verbindingen worden in voorgeboorde gaten opgenomen in de houten prefab elementen en de bevestigingen (de segmentankers of bouten) in het onderliggende constructiedeel waar het element op bevestigd moet worden. Het slimme en unieke van het systeem is dat je voor een vaste verbinding enkel de HCW-ankers in de prefab elementen over de bevestigingen hoeft te laten zakken. Het eigen gewicht van de elementen zorgt ervoor dat de verbinding vastklikt. Dit kan omdat in het HCW-anker twee klemmetjes met schroefdraad zijn opgenomen die door de bevestigingen bij het inschuiven naar buiten worden geduwd en zich zo vastklemmen om de bevestigingen. De verbinding die zo ontstaat, is muurvast en kan nergens meer heen. “Het is een constructieve klemverbinding die qua werking te vergelijken is met die van een tiewrap”, verklaart Renaldo Boom, Business Developer Houtconstructies bij Hilti.
Systeemoplossing
Boom benadrukt dat de HCW geen probleemoplosser is, maar een systeemoplossing. “In het verleden kregen we regelmatig vragen als ‘we gaan over twee weken beginnen met een project, welke oplossing heb je voor ons probleem’. Dat soort oplossingen leidt vaak tot niet-ideale compromissen. Nu zien we dat we veel eerder bij bouwprocessen worden betrokken, en de HCW past heel goed in dat proces.”
De HCW-oplossing wordt al tijdens de engineering van de houten prefab elementen geïntroduceerd. Daarbij moet rekening worden gehouden met de verbindingen, zowel qua constructieve berekeningen als de posities van de HCW-ankers in de elementen. Voor het tekenwerk biedt Hilti specifieke software plug-ins die het proces faciliteren. Voor de constructieve prestaties van de verankering heeft Hilti een ETA-certificaat, een Europese Technische Beoordeling die garandeert dat de verankering een bepaalde hoeveelheid krachten kan opnemen. “En dat is meer dan de meeste constructeurs in eerste instantie denken”, stelt Boom. Tijdens de productie van de hsb-elementen in de fabriek kunnen de boorgaten voor de HCW-ankers en de bevestigingen tot op de millimeter nauwkeurig met een cnc-frees gepositioneerd worden.
Maatvoering op de bouwplaats
Voordat de elementen naar de bouw gaan, worden eerst de bevestigingen op de betonnen begane-grondvloer geplaatst. Met een total station van Hilti kunnen op basis van een BIM-model alle ankerposities in het beton worden bepaald. Daarvoor heeft Hilti een speciale boormal die ervoor zorgt dat je recht naar beneden boort.
Boom: “Deze hebben we in samenspraak met onze klanten ontwikkeld en heeft als groot voordeel dat je in één handeling de positie van de schroef kunt bepalen én het gat kunt boren. Dat scheelt misschien slechts enkele seconden per boorgat, maar onder aan de streep levert dat wel degelijk een reële besparing op.”
De volgende stap is het plaatsen van de HST3- segmentankers in het beton. Die worden met een boorhamer van Hilti voorgeboord en daarna ingetrild. “Dat is veel ergonomischer voor de mensen op de bouw dan met gebruik van een gewone hamer”, aldus Boom.
Je kunt per anker digitaal uitlezen of het goed geplaatst is. Die data zijn weer bruikbaar voor de kwaliteitsborging.
Juiste aandraaimoment
De volgende stap is het op moment aandraaien van de ankers. Dit kan met een speciale slagmoersleutel op accu die zichzelf op het juiste aandraaimoment instelt, afhankelijk van het type anker dat geplaatst wordt. Het aandraaimoment is per product van Hilti van tevoren bepaald. Zodra het juiste moment is bereikt, stopt de slagmoersleutel automatisch met aandraaien. Hiermee bouwt Hilti een hoop zekerheid in tijdens het bouwproces. “Dat aandraaimoment is heel belangrijk”, legt De Jong uit. “Draai je het segmentanker niet ver genoeg in, dan kan het zich door de trekkrachten achteraf gaan verplaatsen. Met ons gereedschap merk je vanzelf wanneer het juiste moment is bereikt. Je kunt zelfs per anker digitaal uitlezen of het goed geplaatst is. Die data zijn weer bruikbaar voor de kwaliteitsborging.”
Om de segmentankers zitten twee stelmoeren die gebruikt worden om de ankers en elementen op hoogte te stellen op de betonvloer, die nooit helemaal vlak is. Uitgangspunt daarbij is het hoogste punt van de betonvloer. Vanuit dat punt worden de moeren, wederom met een total station, op de juiste hoogte gesteld. Zodra het element om de ankers is gezakt, staat het meteen waterpas. De Jong: “Normaal gesproken worden de hsb-elementen op een onderregel of hoeklijn bevestigd. Deze worden op hoogte gesteld met vulplaatjes, een tijdrovend proces dat in principe altijd met twee man moet worden uitgevoerd. De HCW-verbinding kan door één persoon op de millimeter nauwkeurig op hoogte gesteld worden. En het mooie is: iedereen kan dit in principe doen. Traditionele houtbouw vereist vakmanschap, maar daar ontbreekt het vaak aan. Zij-instromers kunnen bijvoorbeeld makkelijk hiermee aan de slag.”
Met het stellen van de verbindingen in het beton is meteen de complete maatvoering van het project afgerond, nog voordat de opbouw begint, en dat is een groot voordeel volgens Boom. “Alles wat boven op de eerste elementen komt, heeft cnc-gefreesde verbindingen. Dat gaat zo nauwkeurig dat al die elementen naadloos op elkaar passen. Het is dus simpelweg een kwestie van doorstapelen. Handmatig inmeten in het werk vanaf stramienmaten is daardoor niet meer nodig.”
Constructieve zekerheid
Maar het systeem kent nog meer voordelen. Normaal gesproken worden de hsb-elementen doorgeschroefd op de onderregels of hoeklijnen. Daarvoor moeten wel delen van de afwerking worden weggelaten die achteraf worden dichtgezet. Dankzij de blinde verbinding van de HCW is die handeling niet meer nodig en kunnen de elementen volledig afgewerkt worden aangeleverd. Bijkomend voordeel is dat de luchtdichtheid van de aansluitingen niet of nauwelijks in het geding komt; er wordt immers niet meer op de bouw- plaats in de elementen geboord.
De in de fabriek aangebrachte HCW-ankers bieden daarnaast de zekerheid dat de elementen het juiste aantal verbindingen hebben, en dat vinden constructeurs een hele fijne gedachte, weet Boom. “Traditioneel worden alle verbindingen op de bouwplaats uitgevoerd. Dat moet dan volgens berekening, maar de zekerheid dat dat werkelijk gebeurt, is minder. Alles draait tijdens het monteren om de hijstijden van de kraan. Het moet snel en daardoor is er vaak stress. Als je een of twee verbindingen overslaat, scheelt dat toch weer tijd. Met het HCW-systeem weet de constructeur dat wat berekend is ook overeenkomt met de werkelijkheid.”
Ook op gebied van veiligheid biedt het voordelen. “Hoe meer handelingen je moet uitvoeren, met hoe meer mensen, hoe meer de veiligheid in het geding komt, zeker op grote hoogte”, stelt Boom.
Tijdsbesparing
Grootste troef van het systeem is echter de tijds- besparing op het gehele proces, van engineering en productie tot de montage op de bouw. Die besparing kan fors zijn. Boom: “Uit ervaring met klanten uit Duitsland weten we dat de eerste keer werken met dit systeem even snel gaat als normaal, de tweede keer bespaart het al 15 tot 20 procent tijd en de derde keer zelfs 30 procent! Onze ervaring met klanten in Nederland bevestigt de potentie van deze tijdsbesparing.”
Tijdens het hele proces zorgt Hilti voor begeleiding van de klanten (bouwers en constructeurs). Daarmee kunnen ze profiteren van de kennis en ervaring die Hilti zelf al met het systeem heeft opgedaan. “Er wordt momenteel veel ontworpen met hout in Nederland, maar heel veel ervaring is er nog niet. Dat heeft als gevolg dat er vaak specials bedacht worden voor de houtverbindingen. Met ons HCW-systeem realiseren we een standaardisatie daarvoor. We willen hiermee een partner zijn van onze klanten en op elk moment van het proces het juiste product of de juiste dienst aanbieden”, zegt de Jong. “En hoe meer ervaring de klant eenmaal heeft met het systeem, hoe minder begeleiding die nodig heeft. Het is de bedoeling dat de klant uiteindelijk zelf de specialist wordt.”
Dit artikel is eerder gepubliceerd in de Bouwspecial Prefab.
Discussie zien we graag op Aannemervak, maar wel met respect voor elkaar. Wij vragen daarom om onder volledige naam te reageren. Lees onze andere regels voor discussie hier. Met het plaatsen van een reactie verklaart u zich akkoord met deze regels.