Biomimicry: bouwen als wederdienst voor de natuur

Prefab stroboxen, hergebruikte houten balken, leemstuc en gebrand hout op de gevel. De nieuwe woning van architect Lydia Fraaije wordt gebouwd als showcase voor ontwerpfilosofie biomimicry. Ofwel: “Leren van de 3,8 miljard jaar research and development-kennis van de natuur.”

“De natuur heeft alles al een keer ontwikkeld. En veel beter dan wij mensen”, zegt architect Lydia Fraaije, oprichter van van FRAAi Architecten. De natuur levert allerlei ecosysteemdiensten, legt zij uit. Zoals het zuiveren van water en lucht, reguleren van het klimaat, het zorgen voor biodiversiteit zodat er minder ziekte en plagen zijn, het afvangen van koolstof en fijnstof en het binden van stikstof. “Allemaal diensten die de natuur ons gratis levert, zonder dat we daarbij stilstaan. Maar we zijn als mens wel afhankelijk van die diensten om te kunnen overleven.”

Wie gaat bouwen, schraapt een stuk bodem weg – dat waar het hele ecosysteem uit ontstaat – en bouwt daar iets dat doorgaans niets teruggeeft aan de natuur. Fraaije neemt daarom ontwerpbeslissingen zodanig dat het gebouw in kwestie óók ecosysteemdiensten gaat leveren. Met haar andere bedrijf Symbiotic Systems heeft ze een rekenmethode bedacht waarmee dit is te bepalen. Op die manier ontwerpen vraagt een ander perspectief, maar, zo stelt Fraaije, “is vaak makkelijker dan je zou denken.”

Een voorbeeld daarvan is materialen zoveel mogelijk lokaal zoeken. En ook: materialen gebruiken die weer in de natuur zijn op te nemen. “Afval bestaat niet in de natuur. In de bouwwereld staan we daar best ver vanaf.”

Uiteraard moet de oplossing wel haalbaar zijn en technisch verantwoord. Welke bouwmethode het beste past, is niet een-twee-drie te zeggen. “Het liefst gebruik ik materialen die er al zijn, zodat we geen grondstoffen hoeven te delven. Een vogel gaat ook gewoon op zoek naar takjes die hij in zijn directe omgeving kan vinden. Die sloopt geen boom.”

Hoe Fraaije bij biomimicry als denkwijze uitkwam? “Als architect heb ik altijd interesse gehad in de natuur. Ook heb ik architectuur altijd als huid gezien, die ademt en beschermt. Twaalf jaar geleden kwam ik erachter dat er een woord voor bestond en ben ik me in die beweging gaan verdiepen. Voor zover ik weet, is dit project wereldwijd een primeur. Het meeste dat je over biomimicry kunt lezen is blijven hangen in de wetenschap. Ik ben meer van het praktische, van het laten zien. Dit huis is een showcase: laten zien dat je vanuit deze overtuiging kunt bouwen.”

Stroboxen als casco

Dat bouwen is in volle gang. De woning in Heesch is opgetrokken met prefab strobouwelementen afkomstig van Strobox. Dit zijn in Nederland gemaakte hsb-elementen, gevuld met stro van lokale boeren. “Constructieve dampopen bouwelementen die verdiepinghoog zijn, waar een constructeur mee mag rekenen, die supersnel zijn te plaatsen en in de werkplaats gefabriceerd”, zegt oprichter Roelof Vossebeld.

“We hebben de engineering en snelheid uit de traditionele bouw gecombineerd met hsb en ecologisch bouwen. Het ontwerp van de architect vertalen we naar Lego-blokken.” De Stroboxen hebben een binnen- en buitenplaat, want stro blootstellen aan het Nederlandse klimaat, leek hem geen goed idee. “Stro mag niet nat worden. Hier kan echt wel een regenbuitje overheen.”

Aan de buitenzijde is de box voorzien van een waterbestendige Agepan DWD-plaat, aan de binnenzijde van een OGB-plaat. “In tegenstelling tot OSB bevat OGB geen synthetische lijm. Het is een chipwoodplaat die zo hard wordt geperst dat het stofje lignine in het hout vloeibaar wordt en zorgt voor verlijming.”

Voor Fraaije was het feit dat stro in Nederland van het land komt en geen bewerking nodig heeft, in combinatie met het prefab systeem reden om voor Strobox te kiezen. “Het sociale aspect vonden we ook belangrijk”, zegt zij (zie kader onder).

Strobox treedt bij het project op als aannemer, samen met afbouwer Ludwig Lüschen, maar de stroboxenbouwer wil zich toeleggen op puur het leveren. “Doel is dat bouwbedrijven met onze boxen gaan bouwen”, zegt Vossebeld. “Er is veel koudwatervrees, maar het is niet ingewikkeld. In feite is het doodnormale houtskeletbouw – iedereen kan het. Kierdichting is wel belangrijk.”

Het liefst zou hij vrij van de grond op palen bouwen – “want dan kun je direct met hout en stro bouwen” – maar dat was in Heesch geen optie voor Bouw- en Woningtoezicht. Als begane-grondvloer is hier gekozen voor de Hectarvloer: een prefab koudebrugvrije EPS-vloerplaat gevuld met beton.

Strobox: opschalen en ‘breedschalen’
Strobox-oprichter Roelof Vossebeld werd geboren in het hout – “met krullen in de luier” – en groeide op in de traditionele bouw. In zijn werk, waarin hij houtbewerking en het begeleiden van jongeren combineerde, kwam hij regelmatig in contact met mensen die ecologisch bouwden. “Eerlijk gezegd had ik daar niet zoveel affiniteit mee, denkend vanuit traditionele bouwmethodes. Het was voor mij een beetje ‘kleien met leem’ en ‘vrotten met stro’. En ik zag érg veel bouwfouten.”
Een video over prefab strobouw in Midden- en Oost-Europa bracht hem op andere gedachten. Maar bouwmethodes die men in een landklimaat toepast een-op-een kopiëren? “Dat vond ik niet zo slim. Wij hebben nu eenmaal een ander klimaat. Het is ook niet zo raar dat wij met stenen bouwen; we zitten aan het eind van de rivieren.”
Vossebeld bedacht met Strobox een ander, meer op Nederland toegesneden prefab strobouwsysteem. Brede interesse is er. “Met het Urgenda-vonnis en de stikstofproblematiek is het besef gekomen dat het anders moet. De oogkleppen gaan af. Gekscherend zeg ik weleens dat de bouw langzamerhand wakker wordt uit het stenen tijdperk. Natuurlijk: er zijn plaatsen waar je wél met stenen en beton moet gaan bouwen, maar er zijn veel mogelijkheden om dat níét te doen.”
Naast opschalen wil Vossebeld ook graag ‘breedschalen’. “Strobox is naast een product ook een concept. Ik ben leermeester en wil graag iets meegeven aan een volgende generatie. Wij bieden plek aan leerlingen die in de reguliere bouw niet terechtkunnen. Leerlingen uit het speciaal onderwijs kunnen namelijk niet altijd toetreden tot de bouw, omdat ze mbo-niveau 2 niet halen. Dan mag je formeel de bouwplaats niet op. Op het moment dat je het werk naar de werkplaats haalt, mogen die leerlingen daar wél zijn. Via een andere leerroute hebben zij zo toegang tot de techniek. Op dit moment staan ze aan de zijlijn.”
Met ‘breedschalen’ bedoelt Vossebeld dat het lastig is om hele grote fabrieken neer te zetten voor deze leerlingen. Hij maakt zich sterk om op meerdere plekken in Nederland kleinere fabriekshallen te openen waar prefab panelen kunnen worden gemaakt. “De machinerie is niet ingewikkeld.” Voor wat betreft het product – de Strobox – is het bedrijf volop bezig met certificering. Dat is nog een heel proces. “Bij stro is het moeilijk om de stabiliteit aangetoond te krijgen. Andere materialen als houtvezel en cellulose zijn bewerkt en stabiel. Stro komt van het land en pers je in de box. Wij moeten bewijzen dat box 1 dezelfde stabiliteit heeft als box 10. Kun je dat niet, dan volgt er een sanctie, namelijk dat je de isolatiewaarde naar beneden moet bijstellen. In de praktijk is de isolatiewaarde hoger dan die wij op papier mogen geven.”
Over de kwaliteit twijfelt Vossebeld zelf niet. “We hebben een binnen- en buitenplaat en gebruiken dezelfde persing. Trekken we de boxen na een jaar open om te controleren of het stro niet is ingezakt, dan schiet het deksel omhoog.”

Leemstuc

Lüschen tekende voor de fundering, de EPDM-dakbedekking, de afbouw en een stuk advisering. Het is van oorsprong een stukadoorsbedrijf – en wat voor een: 401 jaar oud! – maar door de ruime ervaring in het leemstuken is het veel betrokken bij ecologische bouwprojecten (zie kader rechts). De leemstuc wordt gedeeltelijk aangebracht op een houtvezelplaat – “van Gutex: een soort installatieplaat waar je gemakkelijk je leidingen en dozen in kwijt kunt” – en deels met een leemplaat als drager toegepast. “Gedroogd, 22 mm dik. Je schroeft ze op de muur met daaroverheen leemstuc met weefsel en een afwerklaag”, aldus Lüschen.

Leemstuc naar next level
“Je moest echt geitenwollensokken aan hebben, anders ging je niet met leem werken, toentertijd.” Ludwig Lüschen begon veertig jaar geleden al met leemstuc en bracht dit werk door een nuchtere stukadoorsaanpak naar een volgend level. “We lieten met onze projecten zien dat een gevel met leemstuc ook heel strak kan zijn en niet alleen tot Hans-en-Grietje-huisjes hoeft te leiden.”
Punt is: het ecologisch bouwen – en zeker ook de strobouw – werd jarenlang vooral aangepakt door allerlei zelfbouwers met overtuiging, niet of nauwelijks door professionele aannemers. “We hebben erg veel met stucwerk recht moeten breien, wat daarvoor scheef was gezet, zeg maar. Het gekke van strobouw is dat er geen enkele serieuze aannemer mee aan de slag is gegaan. Of nou ja, ze zijn op een hand te tellen.” Langzamerhand verandert dat, vooral door prefabricage. “De laatste jaren zie je verschillende aanbieders die echt een goed product maken dat klopt qua maatvoering.”
Er is wel een wereld te winnen aan kennis. “Vochthuishouding, dauwpunten, temperatuurverloop in gevels – die aspecten zijn bij strobouw erg belangrijk. Vandaar dat ik ook veel uitleg geef aan bouwbedrijven en architecten over detailleringen.”
Voor leemstuc geldt dezelfde stijgende belangstelling en het kennisgebrek. “Wij doen ook veel na-isolatiewerk in monumenten. Alles eraf, leem erop, een houtvezelplaat en dan een afwerking met leem of kalk. Dat moet allemaal dampopen blijven. De bewoner moet dan ook snappen dat daar geen latex van de Gamma op kan, maar dat er een mineraal verfsysteem op moet.”
Het onderwijs, idem dito. “Ik ben meester-stucadoor en leermeester. En al dertig jaar geleden heb ik als voorzitter van de toetsvaststellingscommissie bij kenniscentrum Savantis geprobeerd om leemstuc in de lesstof te krijgen. Dat heeft 25 jaar geduurd. Maar we gaan die kant op. Er zijn 15 of 20 leveranciers alleen al in de EU en de techniek staat niet stil: er zijn al materialen die je kunt schuren met korrel 80. Gips is gebrand, dat veroorzaakt uitstoot. Vroeg of laat hangen we daar een prijs aan.”

Hergebruikt hout

Lydia Fraaije vond via Lek Mining een partij gerecycled hout, afkomstig van een oude gesloopte drukkerij. “Mooie dikke balken van 5 tot 6 meter. Ze zijn twee jaar geleden al bij ons afgeleverd. We hebben ze allemaal met de hand opgestapeld en geventileerd opgeslagen in een tent.”

De architect bracht vervolgens alle afmetingen in kaart en maakte op basis van de balkmaten en de afmetingen van de Stroboxen het ontwerp. De balken zijn gebruikt als vloerbalken en als gordingen in de kap. “We wilden liever geen staal gebruiken. Dat is bijna gelukt: na een wijziging in de dakconstructie bleek toch één stalen spant nodig. Het anders oplossen, zou betekenen dat we een nieuwe Omgevingsvergunning hadden moeten indienen. Je moet praktisch en realistisch blijven. Het is zoals het is, soms.”

Luchtdichting en gevel

Het casco van strobouwelementen is aan de buitenzijde voorzien van een dampopen, waterkerende en uv-bestendige folie. Door deze bescherming tegen water heeft de architect kunnen kiezen voor een meer open gevel.

Die zou aanvankelijk horizontaal met rabatdelen worden bekleed. Nu komen er verticalen delen Burned Wood (gebrand hout op basis van eeuwenoude Japanse techniek) tegenaan. “Deze hebben vijftig jaar geen onderhoud nodig”, zegt Fraaije.

De woning krijgt deels een groene gevel, waarvoor verschillende proefopstellingen zijn gemaakt. “Ik heb een stagiaire biologie van de UU die uit gaat rekenen hoeveel ecosysteemdiensten er geleverd worden door de groene gevel. Samen gaan we ook het beplantingsplan maken.”

De oplevering van de woning staat gepland voor Kerstmis van dit jaar. Op het dak komen pv-panelen. Fraaije: “Uiteindelijk chemisch afval. Niet ideaal, maar ja. Ik heb nog wel gekeken naar een zoutaccu, maar vooralsnog is die te groot en te duur. Misschien over een jaar of tien. Ons huis blijft doorontwikkelen, verwacht ik. Als een soort living lab.”

Dit artikel is eerder gepubliceerd in Aannemer 2022-02.