Bouwen met dozen en tapijtkokers

Van karton is al een kerk gebouwd en een school. Toch moeten ingenieurs het materiaal nog veel beter leren kennen om het op grote schaal toe te kunnen passen.

Belastingproef met kartonstructuur

Leven in een kartonnen doos hoeft niet aan zwervers voorbehouden te zijn. Dat hebben bouwkundig ingenieurs en studenten van de TU Delft willen aantonen met de bouw van een kartonnen paviljoen dat vandaag officieel is geopend op het congres “Cardboard in Architecture' in Delft. De bouwkundigen maakten metershoge wanden van gestapelde en geschakelde “verhuisdozen' en een vloer van honingraatkarton die meer dan honderd gasten moet kunnen dragen. Minpunt: de technische hoogstandjes zijn gerealiseerd binnen de muren van de faculteit Bouwkunde. Water is de achilleshiel van bouwen met karton en het ziet er niet naar uit dat ingenieurs binnen afzienbare termijn kunnen voorkomen dat een beregende kartonnen constructie verandert in een berg pap.

Weerbestendige gebouwen voor de eeuwigheid zijn geen doelstelling voor de kartonbouwers. “Tijdelijkheid is de gein van karton“, zegt Fons Verheijen, architect en hoogleraar aan de TU Delft. “Het materiaal is voor 90 procent recyclebaar en spotgoedkoop. Als een gebouw zijn functie heeft gehad, dan kan je het schaamteloos in de shredder gooien.“

De Delftenaren hebben van de opbouw van het paviljoen geleerd. Een 40 centimeter dikke en acht meter overspannende vloer van kartonnen honingraten (bekend van deurpanelen) is gaan doorzakken onder zijn eigen gewicht. Veelbelovender zijn structuren van in elkaar geschoven piramides die enigszins lijken op eierdozen. “Eindeloos pielen en dan testen“ is volgens Verheijen de manier waarop de kartonbouwer leert wat de sterkste en stijfste structuren zijn. “We bedenken een constructie en dan gaan we die gecontroleerd slopen“, zegt ingenieur Cees van Kranenburg. “We steken het in brand, leggen het onder de drukbank, of we doen de glazenwasserstest: dan laten we er van een afstandje een zak met veertig kilogram zand tegenaan slingeren.“

Randen zijn volgens Van Kranenburg het zwakke punt van dit materiaal. Karton gaat branden aan de rand en het is ook de plaats waar kwetsbare verbindingen gemaakt moeten worden.

In het Delftse paviljoen illustreren foto's van bakstenen op de driehoekige verpakking van een reep Toblerone de sterkte van slim gevouwen karton. Probleem, zegt architect Verheijen, is dat de mechanische eigenschappen ervan onvoldoende bestudeerd zijn. “Voordat het materiaal kan behoren tot het vaste vocabulaire van een architect moeten we veel beter kunnen voorspellen hoe het zich gedraagt in een constructie.“ Dat er duizenden soorten karton zijn - papiervezels in een opgedroogd papje - maakt die opgave niet eenvoudiger.

Toch is karton in de bouw nu al bruikbaar. Bouwkundig ingenieur Taco van Iersel heeft een kartonnen goot ontwikkeld die de elektrische bekabeling achter plafonds kan dragen. Er is octrooi op aangevraagd. Praktisch toepasbaar zijn ook de kartonnen wandpanelen die in het paviljoen te zien zijn. Ze zijn niet alleen goedkoper, maar ook veel lichter dan bestaand bouwmateriaal en blijven beneden de 25 kilogram die een bouwvakker volgens Van Kranenburg van de wetgever mag tillen.

In het Engelse Westborough staat een school van karton, maar de Japanse architect Shigeru Ban is 's werelds bekendste gebruiker van het materiaal. Van afgedankte kartonnen tapijtkokers bouwde hij een kerk in Kobe en een buitenhuis aan het Japanse Yamanakameer. Nadat een aardbeving in 1995 Kobe had vernietigd ontwikkelde Shigeru Ban noodhuisjes met een fundering van bierkratten en muren van rechtopstaande tapijtkokers. De interieurs van Shigeru Bans “Papieren Kerk' en “Papieren Huis' zijn van karton, maar het materiaal wordt beschermd door glazen gevels en de kozijnen zijn van hout. De noodhuisjes van Kobe (na de tsunami van Tweede Kerstdag 2004 ook gebruikt in Sri Lanka) zijn voorzien van een tent. Voordeel van karton is wel dat neerstortend puin bij een aardbeving geen probleem vormt.

Technische informatie over bouwprojecten van Shigeru Ban is niet makkelijk te verkrijgen, zegt Van Kranenburg, en van de specifieke problemen bij de sporadische Nederlandse kartonbouwsels uit het verleden zijn de ingenieurs in Delft niet op de hoogte. Ruud Koetsier bouwde in 1993 in Apeldoorn van staven van golfkarton en verbindingsstukken van hardboard een theater in de vorm van een halve cilinder dat zes weken is blijven staan. Hij heeft goede ervaringen met het materiaal, maar er nooit meer een opdracht voor gekregen. “Wetten en regels staan een brede toepassing in de weg“, zegt hij in een telefonische toelichting.

Mick Eekhout, hoogleraar aan de TU, bouwde samen met Shigeru Ban de Paper Dome, een koepel van kartonnen tapijtkokers uit Duitsland. De constructie stond vanaf 2003 in Amsterdam, maar is intussen verplaatst naar Leidsche Rijn. Een polyester doek beschermt de constructie tegen weer en wind. De kwetsbaarheid van de constructie is onlangs aangetoond, vertelt TU-onderzoeker Elise van Dooren. Een tijdelijke ijsbaan in de koepel zorgde voor condensvorming die het karton langs de verbindingstukken bleek aan te tasten.

Architect Verheijen gelooft dat krimpfolie kartonnen bouwsels tegen regen kan beschermen: “We zouden kavels die in Delft nog geen definitieve bestemming hebben kunnen gebruiken voor studentenwoningen. Sanitair op een verdieping is een probleem, maar dat kun je oplossen door een douchezak met een ritssluiting te gebruiken.“

economie:alternatieve bouw, pagina 14

    • Michiel van Nieuwstadt