home  |  adverteren  |  faq  |  links  |  sitemap  |  contact

Innovaties in het bouwbedrijf

Stilistische architectuurgeschiedenis vs. Bouwkundige architectuurgeschiedenis.

Gebouw: draagconstructie, omvat alle delen van een gebouw die ervoor zorgen dat het bouwwerk in stand blijft. Eis: weerstand bieden aan krachten die op het gebouw inwerken.

Ingenieur: krachten berekenen, vereiste sterkte en stijfheid nagaan en ontwerp maken voor de draagconstructie.

Architect: plattegrond/indeling van gebouw, aanzicht/opstand van gebouw, dak, kiest materiaal (uitstraling en constructie)

Bouwwerk: men spreekt liever over bouwwerk, want ook bruggen en stuwdammen zijn constructies.

Constructie: samenstelling van de delen van het bouwwerk, die vormen samen de constructie.

Onvoltooide klassieke tempel: zuilen met daarboven op een architraaf, fries, kroonlijst en fronton (met daarin het fronton, gevelveld)

Draagconstructie ruwbouw: alle delen van het bouwwerk die het behoeden voor instorten. Primaire functie: weerstand bieden tegen alle krachten die op het gebouw inwerken, krachten via de juiste route naar de grond geleiden. (pijlers, vloerplaten, losse balken (horizontaal), skeletbouw ook wel dragen muren).

Afbouwconstructie – afbouw: alle delen van een bouwwerk die ruimte scheiden of omsluiten, vormen de invulling van de draagconstructie(ramen, wanden, muren etc.).

Spanning: S = F/A, verschil in kracht is spanning. Kracht kun je uitdrukken in kilo's, heel nauwkeurig uit te drukken in newton. Spanning kun je ook uitdrukken in kilo's(newton), maar dat relateer je aan het oppervlak. F = gewicht (aantal kilo's) A = oppervlakte. S = het aantal kilo's / het oppervlak waarop die kilo's druk uitoefenen. De snelheid waarmee je kracht uitoefent is ook van belang.

Uitwendige krachten: krachten die van buitenaf op de constructie inwerken. Kan zowel binnen als buiten het bouwwerk zijn. Van buitenaf op het materiaal van de constructie.

•  Statische krachten: belasting die zo traag verandert dat het bouwwerk die

belasting kan opvangen Pw>Pg. Statisch geen gevaar, gebouw vangt dit op. P = periode (tijd) tijdsduur tussen twee gelijke toestanden in een beweging. Bv wind: Pw>Pg (periode wind>uitslag die het gebouw nodig heeft om heen en weer te swingen. Flexibel gebouw, periode van swingen heel klein, want het beweegt soepel heen en weer. Star gebouw: periode van swingen langer, als deze periode klein is, is dat gunstig voor het gebouw (breekt minder snel) Periode van Wind groot en periode van swingen klein = gunstig.

•  Dynamische krachten: belasting die zo snel verandert dat het gebouw die niet

of nauwelijks op kan vangen. Periode van wind heel klein, periode van gebouw heel klein -> niet gunstig, zelfs gevaarlijk. Gevaar op instorten. Conclusie krachtenverandering: niet alleen in kilo's van belang maar ook het tempo of snelheid van de kracht.

Statische belasting:

•  Onveranderlijke belasting: (dead loads) druk die er altijd is, belasting van het gebouw door afzonderlijke componenten van het gebouw.

•  Veranderlijke belasting: (live loads) belasting van het gebouw door binnenkomende mensen en roerende goederen.

Éénmalige plotselinge dynamische belasting: schokbelasting, plotselinge windstoot, natuurkracht, maar ook dynamiet.

Resonantiebelasting: meetrilbelasting, belasting die door herhaling steeds groter wordt. Bv. Turbulentie in een vliegtuig. Belasting zelf niet gevaarlijk mar de opeenstapeling ervan wel.

Aërodynamische belasting: Torsie, belasting die optreedt bij torsie/wringen/in één draaiing. Bv. Wind uit een hoek veroorzaakt draaiing -> bruggen (Narrows Bridge).

Natuurkrachten: Kunnen zowel statisch als dynamisch zijn. Sneeuw, wind, grond- en regenwater, aardbevingen en bodemverzakking, temperatuurveranderingen en vuur.

Erasmusbrug: resonantiebelasting steeds groter door wind. Zijde waar de wind op staat: windzijde. Andere kant: lijzijde (zuiging). Oplossing: buis met spiraal (geeft mee) met betonnen blok(demper) eraan.

Toepassingen om gebouw beter bestand te maken tegen bevingen.

•  niet te hoog bouwen.

•  rubberen sokkels in de fundamenten, schok absorberen.

•  scharnieren aanbrengen in constructie, buiging, niet barsten.

•  niet te grote ruimtes/overspanningen, elke tussenmuur is versteviging van constructie.

Temperatuurverandering: materiaal uitzetten -> vloerdelen klem -> oplossing: vloerdelen flexibel vastmaken zodat zwelling en krimping kan worden opgevangen.

Inwendige krachten:

•  Drukkracht is de kracht die uitoefent op een bouwelement, gevolg daarvan is dat het materiaal wordt samengeperst -> bouwelement wordt korter. , drukkracht kan van alle kanten komen.

•  Trekkracht is de kracht die het bouwelement uitrekt -> bouwelement wordt langer. Tegenovergestelde van drukkracht.

•  Buiging is een combinatie van druk en trekkracht. Bouwelement wordt aan de ene kant ingedrukt(korter) en aan de andere kant uitgerekt(langer) een voorbeeld hiervan is een vloerbalk. Van boven druk en van onder trek.

Drie elementaire eisen aan bouwmaterialen:

•  Bouwmaterialen moeten sterk zijn, veel belasting kunnen weerstaan(veel kg/newton per cm2)

•  Bouwmaterialen moeten elastisch zijn, veerkracht hebben. Bouwmateriaal vervormt onder invloed van belasting maar blijft wel heel. Vervorming begrensd en bij opheffing van de belasting neemt het zijn oude vorm weer aan.

•  Bouwmaterialen moeten plastisch zijn, blijvend vervormbaar. Neemt oorspronkelijke vorm niet meer aan bij opheffing van belasting. Signaal overbelasting of spanning van het materiaal: laat zien dat het uitgeput is maar nog niet gebroken.

Specifieke eisen

•  Constructieve eisen:

•  verbindingsmogelijkheden, bij hout goed, steen lastig. Heel belangrijk want verbindingspunten zijn zwakke schakels in constructie.

•  Duurzaamheid.

•  Soortelijk gewicht kg/cm3 laag soortelijk gewicht – bibliotheek – boeken erin zwaar – constructie licht.

•  Niet constructieve eisen:

•  Vormgevingsmogelijkheden.

•  verkrijgbaarheid materiaal.

•  Onderhoud.

•  Betekenis materiaal, iets uitdrukken (bv. natuursteen: chique, duur (status).

Bouwmaterialen:

1. Steen.

Constructieve eigenschappen: kan grote druksterkte weerstaan, klein trekvermogen (muren pijlers, bogen, gewelven) Steensoorten: natuursteen en kunststeen.

Natuursteen:

•  Stollingsgesteente – gestold magma, heel hard, geen breukvlakken -> muren, fundering kerken, torens, beeldhouwwerk op kerk kan nooit stollingsgesteente zijn.

•  Afzettingsgesteente - gebroken stollingsgesteente met slip erop, slip als bindmiddel, zachter dan stollingsgesteente, maar hard materiaal gemakkelijk te zagen, bv. Zandsteen, tufsteen (kleur van zandsteen is afhankelijk van metaal dat erin zit) veel in gotische kerken toegepast: beeldhouwwerk en rozetten.

•  Metamorf gesteente – steen dat uit andere steen is ontstaan door metamorfose -> omzetting, gevolg van temperatuurverandering of drukverandering of chemische reactie. bv. Marmer(oorspronkelijk zandsteen) Voordeel natuursteen: je kunt constructies veel vorm geven.

Kunststeen:

•  Ongebakken klei, niet erg duurzaam, alleen in droge klimaten, maar bij veel droogheid ontstaan barsten.

•  Baksteen, klei gebakken bij een temperatuur van 1000 graden Celsius. Duurzaam, kleine formaten en veel lichter dan natuursteen. Formaat, kleur en oppervlak kan variëren, mortelcombi: zand + cement.

•  Nieuwe soorten: kalkzandsteen, cementsteen, betonsteen, terracotta (1898 1 e kalkzandsteenfabriek in NL).

Steenconstructies:

•  geheel staande constructies muur, zuil, pijler.

•  Overspanningen

Spatkrachten: drukkrachten die horizontaal naar buiten uitwijken.

Druklijn: de lijn waardoor alle drukkrachten worden geleid.

Overspanningen:

•  Latei – muur -> groot gat/opening. Verzwakking – latei is een balk op twee rustpunten. Probleem: scheur in het midden. IJzerachtig materiaal erin verwerken – dikkere balk- minder snel scheuren erin. Krachten van de muur moeten naar links en rechts worden afgeleid, door boogvorm beter afgeleid dan door rechte balk, deze kan sneller splijten onder druk. (Tekening venster met daarboven een latei en daarboven een boog om latei te ontlasten en zo het venster ook.)

•  Boog - actiekracht van boog op funderingsblokken, wanneer je latei en staander slank wil houden -> boog erboven, ontlasting drukkracht van bovenaf, de richting van de drukkrachten worden afgebroken door de boog, richting verandert van verticaal naar diagonaal. Boogveld wordt ontlast en zo geen druk op latei en venster die zich daaronder bevinden. Bij een rondboog vermindering van spatkrachten meer dan bij een gedrukte boog.

Bedreiging boogconstructies:

•  Ongelijkmatige belasting : aan één kant van boog belasting. Gevolg: druk aan één kant -> boog opzij geblazen in midden (uitknikken, druklijn niet). Oplossing: boog breder, zodat de druklijn in de boog blijft.

•  Aanzet van boog zwak -> boog zakt in – spatten. Spatkrachten die naar buiten willen wijken drukken op zwakke steunpunten. Oplossing: funderingsblokken zwaarder, trekelement tussen bene van de boog (zowel onder de grond als boven de grond mogelijk).

•  Tongewelf (ontvangsthal Paleis Ktesiphon, Mesopotamië) in één richting gebogen rust op twee evenwijdig aan elkaar gelegen ondersteuningslijnen(muren dik, zodat lijnen niet buiten muren vallen). Krachten werken in één richting, namelijk loodrecht op de lengteas van het gewelf. Spatkrachten treden op: ondersteuning moet weerstand bieden. Overbrengen van reactiekrachten van tongewelf naar fundering. Gebruik van trekstangen kan ook. Voordeel: goede klankkast, brandvrij (in vergelijking met houten kap), visueel aantrekkelijk: vloeiende vorm representeert hemelgewelf, grote duurzaamheid. Nadeel: spatkrachten, muren moeten dik, kleine ramen, daardoor donkere ruimten. Oplossing: spatkrachten voor een deel vermindert door een spitse boog, dikke muren, trekstangen aanbrengen of zijbeuken ook tongewelven evenwijdig of haaks op groot tongewelf -> drukkrachten hebben zo meer ruimte om naar buiten te treden.

•  Kruisgewelf ( 2soorten) ribben hebben twee functies: dragende of esthetische. Voordelen: esthetisch, constructies – dragend zetten van gewelf: eerst ribben en bogen bouwen, daarna de kappen ertussen. Anders dan bij kruisgraatgewelf, hierbij wordt alles tegelijk opgebouwd. Kruisribgewelf kan dunner zijn dan een kruisgraatgewelf door de versteviging van ribben => dit scheelt materiaal en gewicht en is dus goedkoper en praktischer.

Kruisgraatgewelf: Romaans van oorsprong en heeft altijd rondbogen, krachten zoeken de laagste punten, de snijlijnen (graten) van de gewelven die de krachten de pijlers in leiden. Graten versterkt door ribben, kappen groter. Gewelfveld van kruisgraatgewelf is altijd vierkant – gebonden stelsel met vaste verhoudingen. Gewelfveld kan niet variëren doordat bij deze gewelven gebruik wordt gemaakt van rondbogen.

Kruisribgewelf: Romaans en Gotisch. Altijd spitsbogen, gewelfveld kan zowel vierkant als rechthoekig zijn, meer vrijheid. Bogen op zelfde hoogte door kruising van twee cirkels ondanks de variatie in afstand tussen de steunpunten. Gewelven blijven elkaar op de gelijke hoogte snijden. Door de variatie in afstanden tussen de steunpunten kan het gewelfveld nu ook rechthoekig zijn, zonder het gebruik van spitsbogen is dat niet mogelijk. Voordeel: spatkrachten worden gereduceerd door spitsbogen – naar buiten gebracht naar steunberen en vrijere indeling/plattegrond mogelijk . Nadeel: afstand tussen steunpunten wordt steeds kleiner omdat de bogen steeds hoger worden (Gotiek en het streven naar zo hoog mogelijk bouwen)

Scheibogen: tussen twee beuken (bv. Middenschip en zijbeuk)

Gordelboog : overspant de beuk/ het schip.

Muraalboog: overgang van gewelf naar muur.

Alternerend stelsel: afwisselende verhoudingen (tegenovergestelde van gebonden stelsel)

Steenconstructies in de Gotiek:

Behoefte om steeds hoger te bouwen -> meer licht in kerk, hoger en opener. Maar kerk vangt dan meer wind door hoogte – constructie wordt instabieler – muren knikken.

Oplossing:

•  Luchtbogen en steunberen met pinakels als korset om kerk heen

•  Galerij of tribune boven de zijbeuken die spatkrachten afleiden naar steunberen

•  Combinatie van beide

•  Verdikking muren

•  Torens bouwen, geven tegendruk tegen windkracht.

5 . Koepelgewelf: grote ruimten overspannen (vloeropp. Vrij), perfecte vloeiende

vorm zonder onderbrekingen. In Renaissance had koepelgewelf een symbolische

betekenis: hemellichaam, schepping God, perfecte verhoudingen. In de barok

geeft het de indruk van nabijheid en grenzeloosheid (contract).

•  krachtverloop: gaat van boven via de lengte va de ribben naar beneden. Richting is diagonaal naar benedendoor horizontale en verticale drukkrachten. Bovenste ring in koepel = drukring en de onderste ring = trekring. Er is een omslag punt op de breedte waar geen trekkrachten meer zijn, een 0 punt. Verder naar boven toe zijn er dan drukkrachten.

•  VB. Panthéon: spatkrachten worden verminderd door : cilinder door te laten lopen op muren/steunpunten, cassetteplafond – vermindert gewicht, gat in het midden van de koepel = drukring, dikte koepel van beneden naar boven af laten nemen en de bol tot op de grond door laten lopen.

•  St.Paul's Cathedral: doorsnede kun je zien dat er drie koepels zijn – afname spatkrachten. De buitenste koepel is een houten koepel die rust op steen. In het midden is een kelkvormige koepel van steen en de binnenste koepel is een ronde koepel van steen.

Voorbeelden van steenconstructies

•  Panthéon, Rome, 123 na Chr., enkele koepel van steen met zware muren

•  St.Paul's Cathedral, huidige gebouw stamt uit de 17 e eeuw(eerste kerk begonnen in 604), bestaat uit drie koepels, waarvan de buitenste van hout en de binnenste twee van steen.

•  Aa-kerk, Groningen, rond 1200, kruisribgewelven van steen.

•  Ontvangsthal van Paleis Ktesiphon, Mesopotamië, 3 e eeuw: stenen tongewelf

Houtconstructies:

Noorderkerk Groningen – Plattegrond = Grieks kruis. Binnen tongewelven van hout en trekbalken die al bij het ontwerp aanwezig waren. Houten balk boven de deur ingemetseld, vangt drukkrachten van bovenaf op, onderaan weer trekkrachten tot gevolg. Traditionele manier om vloeren te maken (verdiepingen te scheiden) moerbalken met daar haaks bovenop kinderbalken.

Houtsoorten: hardhout en zachthout.

Hardhout: loofbomen, bv. Eikenhout.

Zachthout: naaldbomen, bv. Grenen, den, vurenhout etc.

Eikenhout in NL tot 1600 in constructies: heel duur, vanaf 1600 verdrongen door zachthout – grootste deel toegepast in fundering.

Voordelen hout: veel lichter dan steen, veel eenvoudiger te bewerken, onderdelen gemakkelijk te koppelen, ook uiteenlopende constructievormen, goedkoper dan steenconstructies.

Nadelen hout: uitdroging – krimpen langs nerven –splijting – verzwakking, vochttoetreding – zet uit – rotten – zwammen- halen cellulose uit hout en dat veroorzaakt verzwakking, insecten – houtworm en kevers, brandbaarheid van hout, hout heeft beperkte lengte en breedte – altijd verbindingen en dat zijn zwakke schakels in constructies, natuurlijk materiaal wat betekent dat het druk en trekvermogen per stuk hout kan variëren, beperkte beschikbaarheid.

Verbindingen:

•  Tandverbinding: in- en uitkepingen die in elkaar vallen. Deze verbinding is te vinden bij het eenvoudige driehoekspant. Ook hier wordt gepoogd om bij de verbindingen alle krachten om te zetten in drukkrachten. Bij de verbinding van het spantbeen met de trekbalk wordt gebruik gemaakt van een tandverbinding. Hierbij brengt de tand van het spantbeen (kopshout) een drukkracht over op een kopshouten vlakje in de trekbalk. Daarnaast werden de spantbenen en trekbalk nog extra verbonden door een extra gat en pen om te verhinderen dat de verbinding open getrokken zal worden.

•  Pen/gat verbinding: balk en stijl worden aan elkaar bevestigd d.m.v. een pen in de stijl die precies past in een gat in de balk. De druk van de balk op de stijl wordt overgebracht via de twee vlakjes(borsten) aan weerszijden van de pen. Bij de stijl zijn deze vlakjes van kopshout, dat goed in staat is om druk te weerstaan. Nadeel: bij de balk ontstaat druk loodrecht op het langshout dat hiertegen veel minder goed bestand is(neiging tot splijten). De verbinding heeft verder als nadeel dat zowel de balk ( door het gat) en de stijl (door het wegnemen van hout aan weerszijden van de pen) ernstig worden verzwakt, juist op de plaats waar de belangrijkste krachtsoverdracht plaats vindt. Dit nadeel hebben vrijwel alle traditionele houtverbindingen.

1. Staander

a. funderingspijl op kleef heien (op zachte grond).

b. Stijl, stijlen van ramen en deuren (verticaal).

2. Ligger

a. enkelvoudige balk / moerbalk. Moerbalk koppelen aan stijl, twee verticale stijlen met moerbalk erbovenop en twee schoren = gebint. Zie tekening. Aantal gebinten achter elkaar is een huis. Driehoeksconstructie met schoren zorgt ervoor dat balk en stijl een stevig geheel vormen. Op de moerbalken worden kinderbalken gelegd en daarover heen komen dan de houten vloerplanken. (Bij buiging van dubbele balken: balken koppelen – minder buiging.)

b. samengestelde balken: gekoppelde balken en gelamineerde balken. Koppeling: tandverbinding of d.m.v. ijzeren beugels. Gelamineerde balk: bestaat uit meerdere op elkaar gelijmde planken – eind 19 e eeuw – scheikunde ontwikkeling sterke lijm.

I – balk: veel lichter en de plekken waar het het meest nodig is , boven en onder, zijn dikker dan in het midden op de neutrale lijn.

Driehoekspant: ondersteuning zadeldak, in de spantbenen treden drukkrachten op en in de onderste balk trekkrachten. Spantbenen ondersteunen kinderbalken van het dak, door de krachten van de kinderbalken – buiging van de spantbenen – en daarom toepassing schoren in driehoekspant. Driehoekspant bestaat uit: twee spantbenen, een makelaar (hanger), trekbalk en schoren.

Enkelvoudig hangwerk: king-post truss: driehoekspant met één makelaar en twee schoren.

Meervoudig hangwerk: queen-post truss: driehoekspant met meerdere hangers/makelaars.

In de 19 e eeuw zijn vanuit deze spanten de vakwerkspanten ontstaan: één van de eerste typen was het Franse spant of de Polonceau-spant( veel van hout):

Spantbenen kunnen doorbuigen door bv gewicht van dakbedekking daarom drukstaafjes ertussen plaatsen – voorkomt in combinatie met de trekstang buiging. Zowel inwerking van verticale krachten als spatkrachten – drukkrachten die gevaarlijk zijn – onderin trekstangen die het tegen houden. Tekening!!

Engelse spant: diagonalen die werken als drukstaven en deze voorkomen het doorbuigen van de spantbenen. 5 makelaars die ervoor zorgen dat de trekstang omhoog blijft – trekkrachten. Tekening!!!

Vakwerkligger: De staven van een vakwerkligger worden onderverdeeld in de randstaven(onder- en bovenrand) en de wandstaven(verticalen en diagonalen) -> vallende en stijgende diagonalen. N-ligger met vallende diagonalenheeft voordelen boven die met stijgende diagonalen: in de diagonalen heersen trekkrachten en in de verticalen drukkrachten . bij stijgende diagonalen is het omgekeerde het geval: diagonalen drukkrachten en in verticalen trekkrachten. Voordeel vallende diagonalen, omdat in de kortste wandstaven (de verticalen) drukkrachten voorkomen en in de langste trekkrachten. Omdat de kniklengte op de afmetingen van een gedrukte staaf van grote invloed is, is die constructie gunstig, waarbij de kortste staven op druk worden belast.

Boogspanten (2 soorten):

•  geheel gebogen spanten, gebogen vorm gaat door tot op de grond

•  boogspanten ondersteund door kolommen (horizontale krachten onderin, spatkrachten.).

Voorbeelden van houtconstructies:

•  St. Pieterskerk, Utrecht, vanaf 1048: houten tongewelf.

•  Winn Memorial Public Library, Woburn, 1876-79, Richardson: houten tongewelf –licht met boeken erin – zwaar.

Soorten IJzer:

•  Smeedijzer : geklonken door smid, buigzaam en stevig. Voordelen: veel vorm aan geven, grote treksterkte. Nadelen: drukvermogen minder sterk (zacht materiaal), corrosiegevoelig(roest), materiaal moet behandeld worden daartegen, bevat weinig koolstof – buigzaam, tot eind 19 e eeuw veel toegepast.

•  Gietijzer: heel hard – veel druk weerstaan. Voordelen: hard – goed druk weerstaan wanneer gelijkmatig, snel te produceren, goed bestand tegen corrosie. Nadelen: bros materiaal(kan slecht plotselinge trek en drukkrachten opvangen, omdat het veel koolstof bevat)-> grotere kans op breuken, drukvermogen kan per plek verschillen, kleinere treksterkte dan smeedijzer en staal(door lamellen van grafiet), overlapping van 200 jaar met smeedijzer(toegepast in: bruggen balken, rails, straatverlichting)

•  Staal: (vroeger smelt- of vloei-ijzer) voordelen: heel hard – kan grote gelijkmatige druk weerstaan, heel taai – veel trekvermogen, heel veel vormen aan geven(walsen, lassen etc.) rond 1900 verdringt het het smeedijzer. Nadelen: vervormd bij verhitting, daarom bekleden met beton, bij extreem lage temperaturen kan het breken, roest snel, eigenschappen na verloop van tijd verbeterd. Staal is een plastisch materiaal – blijvend vervormend. Vloeigrens: materiaal wordt uitgerekt en laat vervorming door overbelasting zien. Plasticiteit staal grafiek: spanning in kg (verticale as) en mate waarin het uitrekt(hor. as)

IJzerconstructies

Grote overspanningen mogelijk en daar was in de 19 e eeuw veel behoefte aan.

1. Ligger

- onderspannen balk, combinatie hout en ijzer

- I – balk verticale middenvlak profiellijf en boven en ondervlak profiellens.

- vakwerkligger, voortgekomen uit houtconstructie -> meer materiaal nodig en duurt langer om te maken

2. Spant

- vakwerkspant : polonceau spant of engelse spant (zie houtconstructies)

- boogspant: actie van boog op funderingsblokken krachten op funderingsblok + gronddruk + wrijvingskracht = spatkrachten. Funderingsblokken zwaarder maken. Boogspant op kolommenboog, trekstang, scharnier, kolom en inklemming. Tekening!!

- kniespant – driescharnier spant topscharnier, spantbeen, knie (stijve hoek), staander en voetscharnier. Tekening!! Vb. les Galeries des Machines, Parijs, 1889

- portaalspant: stijve hoeken maken de spant stabiel. Tekening!!

3.Hanger

- hangbrug: enorm veel spanning, pylonen- enorm veel drukkracht. Vb. Brooklyn Bridge. Tekening!

4. Staander

- Toren

-Zuil of Stijl

Stalen portaalverankering: Old Colony Building

Open constructie / diagonale windverankering: John Hancock Building

Staalskelet met windverankering: Bergpolderflat.

Voorbeelden van ijzerconstructies:

•  Crystal Palace, Londen, 1851, Paxton:Gietijzer skelet, grote overspanning

•  UB, Groningen, 1864, Schaap: gietijzeren spanten

•  korenbeurs< Groningen, 1862, Van Beusekom: gietijzeren polonceau-spanten

•  Stanley Mill, Stonehouse, 1813: gietijzeren zuilen en bogen maar houtconstructie erbij, grote oerspanning mogelijk door gebruik gietijzer, maar veel brandgevaar(hout in combinatie met machines)

Gewapend Beton Constructies

Constructieve eigenschappen:

•  zowel hoge druksterkte als treksterkte.

•  IJzeren stangen in beton op plekken waarvan je weet dat er trekkrachten optreden, wapening houdt beton vast en gaat breuk tegen.

•  Vervaardiging op bouwplaats maar ook in fabriek. Nadeel bij productie op bouwplaats: temperatuur is heel belangrijk bij beton gieten – winter – bouwstop. Betonrot- slecht beton -: samenstelling. Kwaliteit van geprefabriceerd beton is hoger dan van op de bouwplaats. Een ander voordeel is dat tijdens de wintermanden gewoon kan worden door gegaan met produceren. Het nadeel is echter dat alleen standaardelementen worden gemaakt, geen maatwerk en dat kan op de bouwplaats weer wel. Daarnaast is het kostbaar om beton te vervoeren en ook niet zonder risico's.

Temperatuurverandering:

Gewapend beton: 2 materialen – reageren niet hetzelfde.

Voordelen gewapend beton:

•  enorm druk en trekvermogen

•  licht van gewicht in vergelijking met baksteen – je kunt het veel slanker maken.

•  brandbestendig en bekleed staal zodat het niet smelt.

•  prefabricatie mogelijk.

•  bestanddelen gemakkelijk te verkrijgen.

•  je kunt het elke vorm geven die je wil.

Nadelen gewapend beton:

•  bij belasting op trekkrachten (hoogbelasting) kan staal veel uitrekken, maar bij teveel uitrekking gaat beton alsnog scheuren -> bv bij viaduct.

•  ???

Gespannen beton (2 typen):

•  Voorgespannen beton: bak met aan de buitenkant twee stelschroeven aan uiteinden, daarin nog een bak. Spanning zetten op kabels door aan schroeven te draaien. Beton daarna in de bak gieten en dat hecht aan de gespannen kabels.

•  Nagespannen beton: vaker toegepast. Kabel weer op spanning alleen nu na het beton gieten. Bak met holle buis erin en daarom heen giet je beton – uitharden – door de buis een kabel aanbrengen en dan d.m.v. stelschroeven aanspannen – beton komt onder druk te staan. Een groot voordeel: later wanneer dat nodig is kan de kabel weer aangespannen worden.

Beton bewerken:

Ruw laten, bekleden met baksteen, mozaïek etc., cannelures aanbrengen, houtnerven bekisting laten zien.

Dilatatie voegen: tegen scheuren in de buitenlaag steen doordat dat anders reageert op temperatuurwisseling dan steen en beton.

Mogelijkheden gewapend beton of gespannen beton:

•  skeletbouw: draagconstructie staanders en liggers. Voordelen; minder materiaal, lichter en goedkoper, sneller bouwen en hoogbouw mogelijk.

•  afbouw kan een vliesgevel zijn van glas.

•  grotere overspanningen mogelijk – groter vrijvloer oppervlak.

•  massieve wand: hogere muren waar grote druk en trekkrachten op in kunnen werken (graansilo en stuwdam)

•  slanke golvende daken en muren kun je maken en ook uitkragende vloeren en wanden(uitsteken zonder ondersteuning)

•  muren kunnen allerlei bekleding krijgen.

Voorbeelden Gewapend Beton Constructies:

•  Notre Dame du Haut, Ronchamp, 1953-55, Le Corbusier: golvende dakplaten en golvende muren

•  Kennedy Airport aankomsthal, New York, 1956-62, E.Saarinen: vlinderdak

•  Tentoonstellingshal, Turijn, 1948-49, P.L.Nervi, tongewelf van kruisende ribben

•  Tribune paardenrenbaan, La Zarzuela, 1935, uitkragend golfdak

Tentamenvragen van juni!

Vraag 1: krachten waartegen een gebouw niet bestand is. Dynamische krachten(soorten), natuurkrachten etc.

Vraag 2: verschil kruisgraat- en kruisribgewelf.

Vraag 3: opbouw middeleeuws huis, noem onderdelen, gebint schoren moerbalken en kinderbalken etc. houtverbindingen

Vraag 4: samenstelling beton, constructieve eigenschappen, mogelijkheden gewapend beton, vervaardiging bouwplaats – fabriek, voorbeelden

Vraag 5: ontwikkeling van de vervaardiging van baksteen en de problemen waar men tegenaan liep.

Middeleeuws huis : de verstening van het houten middeleeuws woonhuis.

Zie schematische weergave

Techniek in Nederland Reader

Veranderingen in het bouwbedrijf in de 19 e eeuw :

In een wijdvertakte en veelkoppige bedrijfstak als de bouwnijverheid kan men nauwelijks van één type innovatieproces spreken. Innovaties zijn in deze tak zeer verschillend van aard. Oppervlakkig gezien lijkt er niet veel te zijn gebeurd in het 19 e eeuwse bouwbedrijf, toch vonden er onder de oppervlakte ingrijpende veranderingen plaats. Onder invloed van de industrialisatie en urbanisatie moesten er kantoren, fabrieken, huisvestingen voor arbeiders, havens etc. gebouwd/aangelegd worden. De bouw geldt bovendien als conjunctuurgevoelig; bij economische stagnatie of crisis worden bouwbeslissingen doorgaans uitgesteld of teruggedraaid. Grote projecten zoals de aanleg van spoorwegen zorgden voor economische groei omdat het voor duizenden gezinnen werk leverde. Woningbouw kreeg ook eigen dynamiek; bouwondernemers gingen bouwen voor de anonieme markt. In de twee eeuwen hiervoor was dit zeer ondergeschikt aan het bouwen op bestelling (opdrachtgever). In de 19 e eeuw ontstond er in het grootste deel van de woningmarkt een vraag- een aanbodstructuur in de moderne betekenis. Het meest in het oog springende voorbeeld hiervan is de revolutiebouw, de door hypotheekbanken gevoede speculatieve arbeiderswoningbouw waarvan het hoogtepunt tussen 1875 en 1883 viel.

Behalve de directe investering in een bouwproject, brengt de bouwnijverheid dus een groot aantal bijkomende investeringen met zich mee, die allemaal werk en inkomen betekenen. Dus bouwwoede niet als gevolg van economische groei maar als oorzaak ervan.

Bevolkingstoename betekent niet zonder meer bouwactiviteit: zie ontwikkeling van Amsterdam en Rotterdam in de 1 e helft van de 19 e eeuw, beide steden groeiden gestaag maar er werd weinig gebouwd. In deze periode verleende de overheid nu en dan grote bouwopdrachten, met name in de weg- en waterbouw, maar in de particuliere sector was de bouwactiviteit gering.

Modernisering van het bouwbedrijf:

Onder bouwbedrijf wordt doorgaans de techniek en de organisatie van het bouwen verstaan. In deze reader een samenhangend onderzoek naar de innovaties op het gebied van techniek, materiaal, constructie en organisatie in het 19 e eeuwse bouwbedrijf. In de geschiedenis van het bouwbedrijf vormt de 19 e eeuw de scharnier tussen de gildenorganisatie en de moderne bouwnijverheid. Na de afschaffing van de gilden, in NL na 1850, ontstond met name bij grote werken een nieuwe, vrij scherp afgebakende taakverdeling , met bovendien een duidelijke sociale hiërarchie. Bovenaan stond de architect, de raadsheer op het gebied van De Goede Smaak, gevolgd door de ingenieur, vervolgens de opzichter en de aannemer en onderaan de werklieden, van de putbaas en de timmerlieden tot en met ongeschoolde krachten als sjouwerlieden, heiers en grondwerkers. Aan de ene kant werd met deze arbeidsindeling een organisatiewijze geschapen die in staat was de nieuwe technische uitdagingen op flexibele wijze tegemoet te treden. Aan de andere kant bleef hiermee toch ook één van de oude gebreken van het bouwbedrijf gehandhaafd, namelijk een vrij grote mate van verkokering en inefficiëntie. Vooral bij het ontwerpproces valt bijvoorbeeld op dat ontwerpers nauwelijks inspeelden op nieuwe materialen en technieken. Zij negeerden die zelfs grotendeels; allerlei afzonderlijke innovaties werden zonder veel onderling verband ingepast in een ontwerpwijze die zich richtte naar de traditioneel-ambachtelijke steen- en houtbouw. Een nieuw samenhangend systeem waarin ontwerp en techniek op elkaar waren afgestemd werd in de 19 e eeuw niet gevonden. Ook voor constructiewijze en productieproces op de bouwplaats gold dat zij in de 19 e eeuw niet fundamenteel veranderden. Het bouwbedrijf bleef overwegend kleinschalig; vele kleine gespecialiseerde firma's waren bij het bouwproces betrokken. Naast de nieuwe organisatiewijze, nieuwe materialen en technieken viel het toenemende belang van de toeleverende bouwindustrie op. Deze voedde niet alleen de markt met een niet aflatende stroom nieuwe materialen en producten, zij bezat ook de flexibiliteit om zowel maat- als serieproductie af te leveren. Ontstaan geprefabriceerde elementen in het bouwproces. De rol van de traditionele ambachtsman werd ingeperkt; hij zag zichzelf steeds vaker kant en klare bouwproducten in elkaar zetten. De aannemer en de toeleverende bouwindustrie bepaalden meer en meer het gezicht van de bouw, zowel van het bouwproces als van de uitvoeringsmogelijkheden. In de jaren 90 werden de eerste gewapend betonconstructies toegepast.

De bouw valt in de praktijk uiteen in een aantal sectoren die onderling nogal verschillend van aard zijn. In de 19 e eeuw maakte men het onderscheid tussen militaire, burgerlijke- en waterbouwkunde. De eerste omvatte behalve de militaire gebouwen ook de vestingwerken en verdedigingslinies en forten. De benaming burgerlijke bouwkunde had formeel gesproken betrekking op een leervak aan de militaire en ingenieursscholen, dat materiaalkennis, constructieleer en ‘Schoone Bouwkunst' inhield. In de praktijk werd er vaak mee aangeduid wat tegenwoordig woning- en utiliteitsbouw genoemd wordt. De waterbouw was al in de 18 e eeuw een tamelijk gespecialiseerd onderdeel van de bouw.

Woning- en utiliteitsbouw:

Rond 1800 werden alle specialisaties en onderdelen van een gebouw nog met de hand uitgevoerd. Hout en baksteen waren de hoofdmaterialen en daarmee de belangrijkste mensen op de bouwplaats de timmerlieden en metselaars. Rond 1800 was een huis of openbaar gebouw een gemengde steen- en houtconstructie. Deze bouwwijze heeft zich vanaf de late ME ontwikkeld. Op een aantal ME paleizen van steen na had een huis altijd een houtskelet, met houten jukken van staanders en balken, waartussen wanden van leem of wagenschot(eikenhouten planken) waren gemaakt. Al dat hout-> verhoogd risico op stadbranden. Daarom verplichting stenen muren. Ruwweg in de periode 1400-1650 vond het versteningsproces van het woonhuis plaats, in alle denkbare variaties en overgangsvormen. Bij kerken en andere representatieve gebouwen was dit proces al veel eerder afgerond. In constructief opzicht veranderde er in de bouwkunde tot aan de 19 e eeuw sindsdien weinig meer.

Bouwopdrachten en opdrachtgevers: De maatschappelijke, institutionele, economische en technologische veranderingen van de 19 e eeuw vertaalden zich vrijwel onmiddellijk in een groeiende vraag naar gebouwen, vooral na 1860. de veelvormigheid van maatschappelijke activiteiten leidde daarnaast tot een ware explosie aan gebouwtypen. De overheid werd in de 19 e eeuw verreweg de belangrijkste opdrachtgeefster. Zij vroeg om regeringsgebouwen, gerechtsgebouwen, gevangenissen, universiteitsgebouwen, laboratoria, bibliotheken, archiefgebouwen, nieuwe raadhuizen, stedelijke ziekenhuizen en gestichten, politiebureaus, brandweerkazernes, stations, havenkantoren, markthallen, abattoirs, begraafplaatsen, gemalen, pompstations, schoolgebouwen en post- en telegraafkantoren. De expanderende handel en dienstverlening geven opdrachten voor bank- en verzekeringskantoren, pakhuizen, vemen, silo's en andere bedrijfspanden, winkelarcaden en passages. De industriële activiteit zorgde voor talloze fabrieken en werkplaatsen. Verenigingsleven kende in de 19 e eeuw een enorme bloei en bouwde sociëteiten, leesmusea en dergelijke. Particuliere verenigingen en welgestelde burgers stichtten bovendien gebouwen voor kunst en wetenschappen, zoals concertzalen, theaters, industriepaleizen en andere tentoonstellingsgebouwen, circus- en panoramagebouwen en dierentuinen. De groeiende reis- en uitgaansbehoefte zorgde voor hotels, cafés, bierhuizen en bodega's. Een zeer groot segment in de bouwnijverheid was de kerkenbouw, met name voor de emanciperende katholieken. De hernieuwde aandacht voor persoonlijke hygiëne, lichaamscultuur, hydrotherapie en in het algemeen voor de volksgezondheid deed de vraag ontstaan naar openbare badhuizen, sanatoria, zwem-, turn-, en roeischolen. Er ontstond een uitgebreide wetenschappelijke vakliteratuur, met name in het Duitse taalgebied. Belangrijk is dat bijna elk gebouwtype om een grondige vakkennis en studie vroeg. Opdrachtgevers van belangrijke gebouwen waren meer veeleisend en bereisd dan voorheen en hadden elders vaak voorbeelden ter navolging gezien. Voor belangrijke opdrachten werden architecten vaak op studiereis gestuurd.

De grootste markt in de gebouwensector bleef ook in de 19 e eeuw de woningbouw, variërend van buitenhuizen, stadsvilla's en herenhuizen tot kleine burgermanshuizen en arbeiderswoningen. Vooral de laatste twee groepen werden na 1870 overgelaten aan het vrije spel van economische krachten. Een deel van de arbeiderswoningen werd door fabrikanten, door diaconieën en filantropische woningbouwverenigingen gebouwd. In steden werd echter het grootste deel van dit marksegment uit de grond gestampt in de nieuwe stadsuitbreidingen. Met partijen afgekeurd hout, niet doorbakken steen, metselspecie met veel zand en weinig kalk met goedkope dunne balken en onvoldoende funderingen werden hele woningblokken in recordtijd in elkaar gezet. Op een gegeven moment klagen vanuit maatschappij. Smalle balken en dunne woningscheidende muren, surrogaatmaterialen, goedkoop bouwen in het algemeen waren niet alleen het gevolg van het verdwijnen van ambachtelijke gildentradities, verminderde vakbekwaamheid of de opkomst van de aannemer, zoals vooral aan het eind van de eeuw door veel architecten gesteld werd. Gebouwen, vooral woonhuizen, werden aanvaard als kapitaalgoederen met een beperkte levensduur. Daarmee verdween het begrip kwaliteit vanzelfsprekend naar de achtergrond. Daarnaast speelde tijdsfactor een steeds grotere rol: opleveringstermijn.

Architecten:

De 2 e helft van de 19 e eeuw is de periode waarin de professionalisering van het architectenberoep vorm begint te krijgen. De architect speelde na 1650 een rol naast de ontwerpende timmerman en metselaar, die het merendeel van de bouwwerken voor hun rekening namen. Van een herkenbare beroepsgroep was in de 1 e helft van de 19 e eeuw nog nauwelijks sprake. Aan het einde van de eeuw was er al veel veranderd. Een zichzelf respecterende architect las toen minimaal één vaktijdschrift, was lid van een architectenorganisatie en had, als hij tenminste niet te oud was de kans gehad te zijn opgeleid aan de Polytechnische School te Delft, waar vanaf 1864 de eerste technisch-wetenschappelijke opleiding voor architecten bestond. Hij stond bovendien aan het hoofd van een bureau en richtte zich voor zijn honorarium naar de tabellen van de Duitse architecten- en ingenieursverenigingen. De grootste concurrent van de architect was de aannemerarchitect, wiens rol in feite pas ver in de 20 ste eeuw zou worden teruggedrongen. De architect hield zich afzijdig bij de totstandkoming van woningbouw en de meeste fabrieksbouw. Het feit dat de architect na 1850 zich onthield van de speculatieve arbeiderswoningbouw duidt op de ontwikkeling van een ongeschreven beroeps- en erecode, een belangrijke voorwaarde bij het ontstaan van een beroepsgemeenschap.

Belangrijk kristallisatiepunt bij de professionalisering van de architect is de oprichting van Maatschappij ter Bevordering der Bouwkunst in 1842. Afgestudeerden van de architectenopleiding in Delft kregen de titel ‘bouwkundig ingenieur'. De koppeling tussen bouwkundige en civiele ingenieursopleiding, die overigens sterk onder Duitse invloed stond, was één van de redenen – met het ontbreken van krachtig ontwikkelde bouwkunstacademies- dat in NL de tegenstelling tussen architect en ingenieur minder sterk was dan in Frankrijk en Engeland. Zij was bovendien één van de oorzaken dat Nederlandse architecten zich over het algemeen meer met de uitvoerings- en constructietechniek inlieten dan hun veel meer aan Beaux Arts scholen gevormde Franse collega's, die deze zaken overlieten aan de aannemers. Ondanks het bestaan van Delft werden na 1870 de meeste architecten opgeleid aan een architectenbureau. Zij vestigden zich pas als zelfstandig architect na te hebben gewerkt als tekenaar, onderopzichter en hoofdopzichter.

Architectenbureau:

Het is waarschijnlijk Outshoorn geweest die in de architectenwereld het bureausysteem heeft ingevoerd. De architect stond daarmee voortaan als het hoofd van een klein bedrijf, met een chef de bureau, een staf van tekenaars en één of meer opzichters. Hij leverde een ontwerpschets die door zijn tekenaars werd uitgewerkt en gedetailleerd. Op die manier kon het bureau ten behoeve van de opdrachtgever, de aannemer en de bouwopzichter ontwerpschetsen, presentatietekeningen, situatietekeningen, plattegronden en doorsneden, werktekeningen, revisietekeningen en detailtekeningen leveren. Vaak ging het werk van de tekenaars zelfs zo ver dat zij verantwoordelijk waren voor de artistiek details of zelfs voor het hele gebouw.

Ingenieurs:

Naast de zelfstandige architecten en de timmerman - en aannemer – architecten vormden in de 19 e eeuw de ingenieurs een derde categorie ontwerpers. Tot omstreeks 1860 speelden ingenieurs een belangrijke rol in de burgerlijke bouwkunde. Er waren ingenieurs van de Genie, Waterstaat en de Spoorwegen. Hoewel dit in deze periode in het buitenland ook voorkomt, is het grote aandeel van de ingenieurs in de burgerlijke bouwkunde een specifiek Nederlands fenomeen. Dit is waarschijnlijk vooral toe te schrijven aan de weinig prominente rol van architecten in deze periode. Steeds als er bijzondere eisen op het gebied van soliditeit, doelmatigheid of bijzondere technische faciliteiten werden gesteld, werd door de overheid een beroep gedaan op een ingenieur. Dit is niet verwonderlijk, omdat lange tijd niet duidelijk was wat een architect nou precies was en de scholing dus ook te wensen overliet. De militaire ingenieurs, landmeters en vestingbouwers daarentegen hadden al ongeveer een eeuw hun militaire scholen, waar wis- en natuurkunde de basis van de opleiding vormden.

Aannemers:

Pas in 1895 verenigden de aannemers zich in de Nederlandsche Aannemersbond (NAB), met als orgaan De Aannemer. Aannemer weinig populair; o.a. Weissman pleitte samen met een hoop andere architecten voor afschaffing van de hoofdaannemer en het systeem van de ‘entreprise générale'. Zij pleitten voor de invoering –naar Duits voorbeeld- van de partiele aanbesteding, dat wil zeggen de afzonderlijke aanbesteding door de architect per vakgebied. Hierdoor zou de architect weer meer greep krijgen op de verschillende leveranciers en vakpatroons, die nu als onderaannemers fungeerden. Weissman zag de aannemer als een grote indringer in het bouwbedrijf, als de man die zich tussen het ambacht en het ontwerp had opgedrongen en die verantwoordelijk was voor wat hijzelf als de verloedering van de bouwambacht zag. Hij bepleitte een herstel van de architect als opperste der werklieden (zonder gilden terug te wensen), waaruit dan vanzelf de veredeling van het ambacht zou volgen. De aannemers zagen dit alles anders. Met evenveel recht konden zij zeggen dat het juist de architect was die zich tussen de bouwpraktijk en de opdrachtgever had gedrongen. Aannemers waren niets anders dan uit de praktijk voortgekomen organisatoren, die zaken regelden waar de architect geen verstand van had. Zij kenden de weg naar de vakpatroons en werklieden. Zij wisten hoe de opleveringstermijn, of hoe, vóór de winter, kap- en glas- dicht gehaald werden etc. Ook de architecten erkenden deze voordelen wel. Aannemers hadden het niet gemakkelijk, ze moesten de schulden die ze met de ene opdracht gemaakt hadden, afbetalen met het geld dat de volgende opdracht opleverde. Aannemers speurden de bouwmaterialenmarkt af op zoek naar kostenbesparende innovatieve ontwikkelingen. Aannemers speelden over het algemeen des te sneller in op nieuwe ontwikkelingen wanneer die een vermindering van de productiekosten betekenden.

De aannemer, de aanbesteding en de organisatie van de bouw:

Het concurrentiebeginsel tot het uiterste doorgevoerd was de openbare aanbesteding ‘bij inschrijving en opbod' een gebruik dat al in de 17 e eeuw bekend was. De besteder stelde een bepaald bedrag vast onder dat van de laagste inschrijver (die de trekpenning kreeg), waarna het bedrag werd afgemijnd door opbod. Hij die het eerst ‘mijn' riep, kreeg het werk. Dit systeem moest wel tot prijsbederf leiden en werd later vervangen door de ‘enkele inschrijving' waarbij de laagste inschrijver doorgaans de gunning kreeg. Openbare aanbestedingen werden altijd in de bouwkundige tijdschriften aangekondigd. Liep een aanbesteding te hoog op, door bv. prijsafspraken tussen aannemers, dan kon altijd nog tot eigen beheer worden overgegaan. Vooral bij werken met enige artistieke pretenties pasten architecten nog wel eens een gemengd systeem toe. Zo kon hij bijvoorbeeld de kunstzandsteenwerken, het papierstucplafond, de marmeren schoorsteenmantels en de zinken nokversiering in eigen beheer houden en het schilder- en behangwerk werd aanbesteed buiten de hoofdaannemer om. De voornaamste taak van de hoofdaannemer is die van regisseur of koppelbaas van de verschillende vakpatroons en leveranciers. Daarnaast droeg hij zorg voor de planning en organisatie van de bouw, huurde hij locomobiles (verplaatsbare stoommachines, bij het heien gebruikt) heistellingen en tonmolens (voor het droogmalen van het terrein), regelde hij de steigerbouw, de eerstesteenlegging enz.

Onderaannemers en leveranciers:

De begrippen bouwbedrijf en bouwnijverheid worden in de economische geschiedenis en in statistieken doorgaans beperkt tot het aannemersbedrijf en de verschillende vakpatroons. Het veld van bedrijven en ondernemers die bij de bouw ingeschakeld werden, strekte zich echter veel verder uit. Hieronder vielen ook toeleveringsbedrijven van bouwmaterialen, die weer te splitsen waren in toeleverende bouwindustrie (timmerfabrieken, ijzergieterijen, zinkpletterijen) en bouwmaterialenindustrie(steenbakkerijen, portlandcement- en kunststeenfabrieken, asfaltfabrieken). Verschillende leveranciers traden ook op als onderaannemer. Dat kwam omdat het begrip ‘aanbesteding'(in dit geval onderaanbesteding) niet alleen op bouwambachten betrekking had, maar ook, al van oudsher, de levering van materialen of onderdelen kon inhouden. De voornaamste technische innovaties in de 19 e eeuw vinden plaats bij de toeleveringsbedrijven. Tot ruwweg 1850 was de bouwmaterialenhandel beperkt tot steen, tras en kalk en andere metselmaterialen. De fabrikanten gingen echter in de 2 e helft van de 19 e eeuw rechtstreeks leveren aan de aannemer, mede omdat men niet meer afhankelijk was van de waterwegen die in de winter dicht vroren. Handelaren gingen zich specialiseren op de vervaardiging van één bepaald product zoals bv. Portlandcement, Romeins cement etc of ze zorgden voor een breder assortiment. Wat in het laatste kwart van de 19 e eeuw vooral opvalt bij deze agentschappen is hun grote aantal en hun grote assortiment. De concurrentie was groot en er werden grote advertenties geplaatst. Deze advertenties zeggen wel iets over de omvang van de bouwactiviteit en over de rijke schakering van leveranciers en onderaannemingsbedrijven die daarbij betrokken waren.

Materialen:

Kunstmatige cementen:

Vanaf het midden van de 19 e eeuw werd in de bouw gewerkt met een nieuwe, snelverhardende mortel, het portlandcement. Dit was niet het eerste kunstcement dat op de markt verscheen. Tussen 1780 en 1840 speelde zich in NL de merkwaardige geschiedenis van het Amsterdamse kunstcement af, een geschiedenis die duidelijk maakt dat het welslagen van een materiaal mede gestuurd wordt door het krachtenspel van macht en belangen, van stimulerende en remmende factoren. Zij brengt bovendien de starheid en immobiliteit van de particuliere bouwwereld in de 1 e helft van de 19 e eeuw aan het licht.

Zink:

Duidelijk innovatief materiaal in de 19 e eeuw. In NL werd zink al in 1818 gebruikt door A. van der Hart. Ook de militaire ingenieurs waren weer onder de eersten die met het nieuwe materiaal experimenteerden. Van meet af aan werd zink gezien als een ideaal dakbedekkingmateriaal, onder meer vanwege zijn geringe soortelijk gewicht en vanwege de geringe dakhelling die voor zink nodig is, wat in de eerste helft van de 19 e eeuw overigens goed aansloot bij de vigerende laatclassicistische smaak in de bouwkunst. Bovendien verontreinigde zink, in tegenstelling tot lood, het drinkwater niet met giftige oxiden.

Hout:

Gedurende de hele 19 e eeuw werd uitgezien naar een goede en goedkope vervanging voor hout, de oudste, maar ook de zwakste schakel in de traditionele materiaalketen. Hout gevoelig voor ondermeer: paalworm, houtworm en champignon(huiszwam). Zie verder collegeaantekeningen.

Natuursteen:

Is duur. Behalve de kosten van het delven en het transport moet ook nog een hoog bewerkingsloon verdisconteerd worden. Geheel natuurstenen gevels komen in NL na de 16 e eeuw nog maar weinig voor. Zie verder collegeaantekeningen.

Verf, glas en behang:

Veranderingen in het schildersvak; fabricage verf (dus pigment mengen en verf maken niet meer zo'n tijdrovend proces), acceptatie van chemische verf ging echter langzaam. Vlakglasfabricage was zich vanaf de 16 e eeuw blijven ontwikkelen. Papieren behang vond in Europa in de 18 e eeuw ingang.

Industriële reproductietechnieken:

Het onderzoek naar nieuwe materialen resulteerden in eerste instantie in industrieel vervaardigde producten die de eigenschappen en mogelijkheden van de oude materialen zo dicht mogelijk benaderden. (kunstcement, kunststeen, kunsthout, kunstzandsteen en kunstlood.) De imitaties boden een goedkopere optie dan de oude materialen. Bijvoorbeeld i.p.v. natuursteen kunstzandsteen.

De bouwproductenmarkt:

Hoe bereikten alle innovaties de bouwwereld? Allereerst door bouwkundige tijdschriften. Daarnaast werden de binnenlandse innovaties door de Maatschappij, waar de meeste fabrikanten lid van waren, bejegend, wel nadat ze uit ervaring konden spreken. Mondelinge promotie via architecten, ingenieurs en aannemers. Het belangrijkste middel om producten onder de aandacht te brengen in de 19 e eeuw waren waarschijnlijk de nijverheidstentoonstellingen.

Proefstations en materiaalproeven:

Hoe te bepalen of een materiaal enigszins deugdelijk was? Materialen testen in zogenaamde proefstations. Proefstations verschenen in de 19 e eeuw echter betrekkelijk laat op het toneel, in NL pas in de jaren 80. Dat wil niet zeggen dat onderzoek naar de materialen pas met deze proefstations op gang kwam. Aan het eind van de 18 e en in de 1 e helft van de 19 e eeuw gingen militaire en civiele ingenieurs zich met praktijkgericht onderzoek bezig houden, eerst in FA, later ook in NL. Er kwamen gestandaardiseerde materiaalproeven, zoals de naaldproef van Vicat, waarmee de sterkte van verharde mortels getest kon worden. De belangrijkste impuls tot materiaaltechnisch onderzoek in NL ging samen met de opkomst van de nieuwe bindmiddelen; Amsterdams kunstcement, portlandcement etc. Deze nieuwe producten moesten immers bewijzen dat zij even snel verhardden en even sterk waren als de traditionele mortels, zoals tras, steen- en schelpkalk. In de jaren 80 ging in de bouwwereld de roep om proefstations te klinken. Bij de toepassing van ijzer in constructies wilde men meer informatie over de veilig toe te laten spanningen in het materiaal. In 1886 verklaarde een door de Nederlandsche Maatschappij ter Bevordering van Nijverheid in het leven geroepen commissie zich vóór een door de staat te stichten proefstation, naar analogie van het proefstation voor de landbouw in Wageningen.

De houding van ontwerpers tegenover nieuwe materialen:

De toepassingen van nieuwe materialen vonden niet zonder de nodige reserves en discussies plaats. Heel begrijpelijk, want er werd aan een eeuwenoude ambachtelijke en esthetische opvattingen getornd. In de bouwkunst van de 19 e eeuw bleven baksteen en natuursteen de norm, zeker na het optreden van Cuypers en na de invoering van de machinale productie van baksteen en verschillende natuursteensoorten. Nieuwe materialen werden aan die norm aangepast. Dat gold niet alleen voor gietijzeren ornamenten, het gold ook voor gehele gietijzeren constructies. IJzer werd in de 19 e eeuw gezien als een constructief hulpmiddel, vrijwel nooit, althans niet vóór de Art Nouveau van rond de eeuwwisseling, als expressiemiddel. Vaak werden ijzeren kappen aan het oog onttrokken of werden balken, bijvoorbeeld in troggewelven, overgeschilderd. Dat neemt niet weg dat bij veel openbare gebouwen het ijzer wel degelijk getoond werd.

Installatietechnieken:

Op de gebieden van comfort, hygiëne en de technische voorzieningen vinden in de 19 e eeuw tal van innovaties plaats. Tot de interessantste ontwikkelingen behoren de luchtverversing en verwarming en de opkomst van de lift.

Mechanisatie op de bouwplaats:

In de nieuwbouw werden vrijwel geen materialen of producten meer op de bouwplaats zelf vervaardigd.: alles werd in standaardmaten of op bestelling aangeleverd. Maar in hoeverre werd het eigenlijke productieproces op de bouwplaats gemoderniseerd? Was er sprake van mechanisering, rationalisatie, tempoversnelling? In de traditionele bouwambachten zoals die op de bouwplaats zelf werden uitgevoerd, vonden weinig innovaties plaats.

Baksteen(reader)

De ambachtelijke productiewijze van baksteen bleef tot in de 19 e eeuw nagenoeg onveranderd. In de tweede helft van de 19 e eeuw werd de steenfabricage langzamerhand gemechaniseerd, gevolgd door een automatisering in de 2 e helft van de 20 ste eeuw. Vroeger was het zwaar werk op de steenovens en werd het vergeleken met slavenarbeid, het was een ongeschoolde, laaggewaardeerde arbeid die er niet beter op werd tijdens de mechanisatie. De invoering van machines en de daarmee verbonden grootschaligheid van de steenfabrieken leidde tot het ontstaan van een afzonderlijke groepering ‘steenovenvolk'. De teneur in de verslaglegging uit de 19 e eeuw is dat het steenovenvolk niet bijdroeg tot de algemene welvaart. In gebieden waar zich veel steenfabrieken bevonden, was veel armoede. De fabrieken trokken in het voorjaar arbeiders aan uit allerlei streken van het land om ze in het najaar over te laten aan het armbestuur. Wanneer het aantal fabrieken toe nam, nam het aantal armen in dat gebied ook toe. deze belangrijke tak van nijverheid, onverbrekelijk verbonden met onze wooncultuur, heeft lang een negatief imago gehad. Het sloeg zowel op de mensen die er geëxploiteerd werden als op de exploitatie van het bedrijf. Wat het laatste betreft kan men constateren dat de vernieuwingen in de bedrijfstak moeizaam verliepen. Er bestond een conservatievere houding in NL tegenover de innovaties in de steenindustrie. Boden het negatieve maatschappelijke imago en de zwakke sociale basis weinig vooruitzichten voor een soepel innovatieproces???

Het ambachtelijke productieproces:

•  het verwerven van grondstof

•  het bewerken van grondstof

•  het vormen van de stenen

•  het drogen van de stenen

•  het bakken van de stenen

•  het sorteren van de stenen

•  (en daar tussendoor liep het transport)

Het werk werd in de openlucht uitgeoefend daar waar zich geschikte klei of leem bevond, daar werden grondstoffen uitgegraven, de stenen gevormd, gedroogd en in eenvoudige meilers of veldovens gebakken. men had weinig gereedschappen, de vormer had een bakje water en bakje zand (voor op de randen van de vorm) en een plaam(afstrijker) om de vormen mee af te strijken. Het bakken van de stenen geschiedde in de 19 e eeuw in twee soorten ovens: de zogenaamde veldbrand en de veldoven. De veld brand, ook wel meiler genoemd, is te vergelijken met de houtskoolbranderijen. Het bestond uit de te bakken hoeveelheid stenen vierkant of cirkelvormig opgestapeld met daartussen het brandbare materiaal, turf of steenkool. De meiler werd dichtgesmeerd met klei en voorzien van trek- en rookgaten en daarna aangestoken. De bakduur was verschillend van plaats tot plaats, afhankelijk van de gebruikte klei, het formaat en de gewenste kwaliteit steen. De kortste periode was ongeveer 4 weken en er kwamen allerlei soorten steen uit; van halfgare/halfgebakken stenen tot gesmolten en gesinterde stenen. Daarnaast had men vaste veldovens, ze bestonden uit twee anderhalf meter dikke, naast elkaar gelegen muren op een onderlinge afstand van 12 tot 14 meter. De bovenzijde was geheel open. In beide muren waren gelijkvloers stookgaten aangebracht, de vuurmonden. De stenen werden zo ion de oven gestapeld dat er tussen 2 tegenover elkaar gelegen vuurmonden een brandgang ontstond, waarin de stoker m.b.v. ingeworpen turven het vuur gaande kon houden. Wanneer de oven was vol gezet dan werden de voor-, achter- en bovenzijde dicht gestapeld met dek- en scheerstenen en voorzien van een laag zand ter isolatie. De stoker kon bij deze ovens het bakproces regelen door het openen en sluiten van vuurmonden en schoorsteentjes en door de mate waarin hij het vuur aanwakkerde. Gemiddeld stookte hij 2 weken droog (laag vuur-> stenen drogen) daarna 4 weken op hoog vuur en tot slotte moesten de stenen 2 weken afkoelen. De kwaliteit van de stenen uit deze oven was een heel stuk beter dan die van de stenen uit de meiler. Maar de verschillen tussen de gebakken stenen waren nog wel zeer groot-> geen continuïteit.

Één van de eerste bruikbare machines had een Nederlandse oorsprong. Het was de Hollandse kleimolen, die uit de 17 e eeuw stamde en diende om de klei te kneden, fijn te maken en te zuiveren van wortels en dergelijke. Zij bleef tot het midden van de 19 e eeuw het enige technische hulpmiddel (van weinig belang en weinig verbreid, weinig aandacht).

De kleivormmachines waren te verdelen in stempelpersen en strengpersen. De stempelpersen bootsen het handvormen na. Zij drukten de klei in een eindvorm. Bij streng persen werd een kleistreng van bepaalde dikte uitgedreven. De stempelpers(ook wel vormbakpers genoemd) schijnt in Noord-Amerika het eerst op grote schaal te zijn toegepast. Een speciale variant was de Canadese vormbakpers die na een aanvankelijk mislukte introductie op het Europese vasteland door een Nederlander. Joh.Aberson, met succes zou worden verbeterd. Kenmerkend voor de ontwerpers uit de 19 e eeuw was dat zij een universele machine wilden construeren, die zowel de kleibewerking als de vormgeving voor haar rekening nam, en dat voor alle soorten klei. Tegen het einde van de 19 e eeuw tekende zich een duidelijke scheiding af tussen de kleivoorbewerking machines en de vormbak- en strengpersen. Daarnaast voltrok zich een specialisatie in machines naar specifieke kleisoorten. De eerste industriële steenpers die meer algemene bekendheid kreeg was de strengpers van de Engelsman Clayton. Niet lang na Clayton verscheen ook de strengpers van Schlickeysen op de Nederlandse markt. Deze staande pers werd door een paard in beweging gebracht en was geschikt voor het maken van bakstenen, dakpannen en draineerbuizen.

Mislukking van Stadnitski: in 1855 verkreeg Robert Stadnitski uit Nijmegen een concessie om langs de Waal bij Emmel een machinale stoomfabriek op te richten. Mogelijke oorzaken van de mislukking: de onervarenheid zou hem parten hebben kunnen spelen, maar belangrijker is de hoge kostprijs waardoor Stadnitski niet concurrerend kon werken. In 1871 liet de Nederlandse Maatschappij ter Bevordering van Nijverheid een onderzoek instellen naar de voor- en nadelen van de machinale stenen in vergelijking met handgevormde stenen.

Voordelen: grotere productie, een constante plasticiteit van de klei, en het ontbreken van kladstenen(bij handvormen werd elke vierde of vijfde steen vervaardigd van de afgestreken resten van de voorgaande stenen.).

Nadelen: hadden betrekking op de machines en op het product, vastgesteld werd dat er geen uniforme steenpersmachine was die geschikt was voor elke soort klei. Andere bezwaren zoals geringe vastheid van de klei, geringe weersbestendigheid, scherpkantigheid en kans op breuk, esthetische bezwaren werden ook genoemd. Daarentegen maakte het feit dat de machinale stenen duurder uitvielen dan de handvormstenen, de invoering uiterst onaantrekkelijk. Maar na enige jaren zou de kostprijs voor beide soorten nagenoeg gelijk komen te liggen, aldus het rapport. Waardoor was de kostprijs van de machinale steen lange tijd hoger? Een belangrijke oorzaak lag in de capaciteit van de steenvormmachine. Productie viel doorgaans lager uit dan verwacht, dan de fabrikant opgaf. Dit verschil werd veroorzaakt door storingen aan de machines mede als gevolg van de onervarenheid van de arbeiders, de werkonderbrekingen door weersomstandigheden en de kwaliteit van de klei.

De vormer werkte aan de top van zijn fysieke mogelijkheden, echter werd de machinale stenenbereiding steeds meer opgevoerd door technische verbeteringen. Eind het eind van de 19 e eeuw, toen men op gebruik van stoomkracht overging, was de slag gewonnen. Toch verhult een beschouwing over de productiviteit en de kostprijs één van de belangrijkste problemen bij de toepassing van de steenvormmachine in NL. De machines die in de beginperiode hier werden gebruikt, waren meestal in het buitenland ontwikkeld en afgestemd op de aldaar voorhanden zijnde grondstof. Dit betekende echter niet dat zij zo maar voor alle kleisoorten in NL geschikt waren.

Klei vormde een cruciaal obstakel niet alleen voor de mechanisering van de baksteenfabricage, maar ook voor de vernieuwingen van het bakken en drogen. Klei wordt als grondstof gekenmerkt door een zeer grote diversiteit en wordt gedolven in talrijke variëteiten en met grote onderlinge verschillen in samenstelling. De verschillen openbaren zich heel duidelijk bij het vormen, maar vooral bij het drogen en bakken. Elke soort klei reageert, afhankelijk van de samenstelling, op een andere manier. In tegenstelling tot het buitenland is in NL nagenoeg geen homogene kleisoort van enige omvang te vinden, de grondstof klei onderscheidt zich in ons lang als geen ander in veelsoortigheid. Al snel werd duidelijk dat de steenvormmachines aangepast moesten worden aan de te verwerken grondstof. Dit bracht grote kosten met zich mee, terwijl de klei anderzijds zonder veel voorbereidende handelingen uitermate geschikt was om uit de hand te worden gevormd.

Een belangrijke impuls tot verbetering van de steenvormmachine ging uit van de samenwerking tussen de NL steenfabrikant en machinefabrikant. De eerste steenvormmachine van NL makelij is vermoedelijk van de kachel/bascule/brandkastenfabrikant H.Dalhuizen te Kampen. Joh.Aberson ontwikkelde in de jaren 60 de Canadese vormbakpers door naar een geschikte voor NL klei. In 1867 vervaardigde hij zijn eerste door een paard of os aangedreven vormbakpers in twee modellen . De ontwikkeling ging verder en in 1870 waren ze tevens geschikt voor inzet van een stoommachine. Het eerste model is ontworpen voor gewone, handzame, goed te verwerken klei en het tweede model is ontworpen voor meer taaie en vette kleisoorten en leem.

De steenvormmachine is slechts één van de drie cruciale innovaties die zich in de baksteenindustrie in de loop van de tijd voltrokken. De andere twee zijn de continue oven en de kunstmatige drooginrichting. De eerste werd nog in de 19 e eeuw gerealiseerd, de tweede moest ondanks herhaalde pogingen wachten tot de 20 ste eeuw. Sinds 1860 was men aan het experimenteren om de brandstofkosten bij het bakken te verminderen en de kwaliteit van de bakstenen te verbeteren.

Hasselo-oven: overwelfde intermitterende oven bestaande uit 5 aaneengesloten kamers met aangebouwde loodsen voor de brandstof. De capaciteit van de gehele oven was 450.000 stenen, die wanneer de kamer voor kamer werd gestookt in zes tot acht weken gereed waren. Het grote voordeel van deze oven was dat in vergelijking met de open NL ovens was deze oven brandstofbesparend en milieuvriendelijk. Veel Hasselo-ovens zijn echter niet gebouwd, omdat zij concurrentie kregen van een ander type oven, namelijk de ringoven , die in tegenstelling tot de Hasselo-oven en alle andere voorgaande ovens continu werkte.

Ringoven: Friederich Hoffman, een Berlijnse ingenieur, en de stadsarchitect A.Licht uit Danzig werkten een basisidee van de Saksische metselaar Arnold uit en kregen in 1858 een octrooi op een door hen ontworpen oven, die al spoedig de naam ringoven kreeg, omdat de eerste ovens een cirkelvormig bakkanaal hadden. De eerste door Hoffman gebouwde oven bestond uit drie gemetselde concentrische ringen, waarvan de kleinste ring gevormd werd door de schoorsteen, die met vier afsluitbare openingen in verbinding stond met de tweede ring, het rookkanaal, dat op zijn beurt weer met twaalf eveneens afsluitbare openingen verbonden was met de grootste ring, het bakkanaal. Een kenmerkend verschil met de periodieke oven was dat de vijf fasen van het bakproces: inkruien, droogstoken, branden, afkoelen en uitkruien, die bij een periodieke oven achtereenvolgens plaatsvonden, in de ringoven tegelijkertijd gebeurden, zij het op een steeds wisselende plaats. Bovendien werd de tijd dat de stenen in de oven waren om gebakken te worden bekort en dat leverde een tijdwinst op. Veelvuldig waren er klachten over miskleurige en te zachte stenen. De oorzaak hiervan lag niet zozeer bij de ovens als wel bij het bedienende personeel. Het ontbrak de inzetters en stokers aan kennis en ervaring om met dit type oven om te gaan. Gecompliceerd was ook de bouw van de ringoven. Elk nieuw te bouwen oven moest opnieuw worden berekend, het was geen standaardconstructie. De stokers waren als voormalige veldovenstokers niet gewend aan het vaste ritme bij een ringoven waar de voortgang van het vuur voortdurend moest worden gevolgd. Zij werkten echter met te grote tussenpozen, waardoor de temperatuurschommelingen van het vuur te groot waren. Rond 1900 waren er geen steenfabrikanten meet bijgekomen die ook een ringoven lieten bouwen. De reden hiervoor vormde het kapitaalverlies dat werd geleden door de bestaande vaste ovens te vervangen en dat gevoegd bij de minder optimistische toekomstverwachtingen voor de baksteennijverheid in die regio. De malaise in de baksteenindustrie in het begin van de 20 ste eeuw en de energieproblemen van de WOI hebben de invoering van de ringovens, gevolgd door de vlamovens voor straatstenen als vanzelfsprekend gemaakt.

Het droogproces: Door de invoering van de ringoven was het mogelijk geworden het bakken van stenen in een continu proces te doen geschieden. Maar het droogproces van de nat0gevormde stenen geschiedde nog steeds in de open lucht op droogbanen of onder droogrekken door de drogende kracht van de zon en wind. Deze fase bleef daarom beperkt tot de zomerse dagen. Deze afhankelijkheid van klimatologische wisselvalligheden is de bottle-neck geweest om een continu fabricageproces in de baksteenindustrie te verwezenlijken. In de pasgevormde kleisteen bevinden zich drie soorten water:

•  aanmaakwater: de toegevoegde hoeveelheid die bij temp. beneden 100 graden verdwijnt.

•  Hygroscopisch water: dit verdwijnt eerst tijdens het voorverwarmen van de winddroge stenen in de oven.

•  Chemisch gebonden water van het aluminiumsilicaat, dit verdwijnt bij een temp. van ongeveer 485 graden, tijdens bakproces.

Een kunstmatige drooginrichting moest meer stenen drogen met minder breuk dan bij natuurlijke drogen. Om aan de verhoogde vraag te voldoen moest het drogen snel geschieden, maar weer niet zo snel dat de stenen scheurden. De droogwijze moest aangepast worden aan de verwerkte klei en niet omgekeerd.

Om dit principe: het beïnvloeden van de luchtstroming, maar tevens m.b.v. overtollige ovenwarmte, zijn in de loop van de 19 e eeuw vanuit DL de zogenaamde ‘Groszraumtrockenanlagen'(kamerdrogerij) over NL verspreid ingevoerd. Deze boven en rondom de oven gebouwde droogétages met roostervloeren vormden een overgangsfase tussen het natuurlijk en kunstmatig drogen. De grote ongelijkvormigheid (verhouding tussen kortste en langste droogtijd), de dure bouw (grote overspanningen die bij voorkeur niet op de oven mochten rusten) gevoegd bij de extra stookkosten en de tamelijk lange droogtijd betekenden zowel in financieel als technisch opzicht een groot struikelblok om de groteruimte-drogerijen algemeen ingang te vinden. Één van de eerste kunstmatige drooginrichtingen in NL werd in 1894 gebouwd, het was een Duits ontwerp van Möller en Pfeifer. In de praktijk bleek deze droogtunnel een goedwerkende constructie te zijn voor niet al te gevoelige kleisoorten en werd zij voornamelijk toegepast voor sneldrogende stenen van strengpersen.

Na de eeuwwisseling ontwierp de Tilburgse machinefabrikant en steenovenbouwer Weijers een tunneldrogerij met calorifèreverwarming (ribbenbuizen) en natuurlijk trek, waarbij de droogtijd 30 tot 50 uur bedroeg(voornamelijk afgestemd op Brabantse Leem)

Het productieproces van bakstenen is globaal in een drietal processen te onderscheiden, die ik elkanders verlengde liggen, namelijk vormgeven, drogen en bakken. Een opvallend kenmerk van de baksteenindustrie tot 1880 is dat het in verschillende streken van NL, maar vooral in de gebieden rondom de grote rivieren, om een wandelende industrie ging, waarvan plaats en richting bepaald werden door de aanwezigheid van de grondstof klei in voldoende aftichelbare lagen. Een ander kenmerk was de geringe kapitaalbehoefte; voor de benodigde werktuigen en de veldovens waren in vergelijking met de meeste bedrijfstakken, geen grote bedragen gemoeid. Een afzonderlijke groepering ondernemers die geheel te identificeren zou zijn met het uitgeoefende beroep, kende de baksteennijverheid nauwelijks. De kwaliteit van de ondernemingsleiding, de aard van e bedrijfsvoering en de acceptabele winstmogelijkheden van het handvormbedrijf vertraagden het innovatieproces in de 2 e helft van de 19 e eeuw. Het breekpunt in deze statische situatie ontstond toen de machines zodanig verbeterd werden dat het tempo van de handvormer steeds verder achterop raakte, ook al door de invoering van de stoommachine. De baksteenindustrie onderging toen een complete metamorfose: het tichelwerk ontwikkelde zich tot een steenfabriek. Dit had te maken met een drietal cruciale innovaties: de steenvormmachine, de continue oven en de kunstmatige drooginrichting. Het is opmerkelijk dat de drie innovaties niet tegelijkertijd plaatsvonden, ondanks het feit dat de drie deelprocessen vormgeven, drogen en bakken onverbrekelijk met elkaar zijn verbonden. Weliswaar leverde een wijziging in het ene deelproces een bottle-neck in het andere op, toch leidde dit niet automatisch tot vervolginnovaties. De weerbarstige klei, het lage rendement va de innovaties, de gebrekkige kennis en dergelijke stonden dit in de weg. In de overgang naar het fabriekssysteem stonden technische innovaties centraal. Deze innovaties gingen echter gepaard met ingrijpende wijzigingen in de ondernemingsstructuur, de bedrijfsvoering, de financieringwijze, het ondernemersgedrag, de arbeiderspopulatie en de marktverhoudingen. Men kan zelfs stellen dat deze veranderingen deels nodig waren om de technische innovaties te realiseren. De steenfabriek bracht eveneens verandering teweeg in de samenstelling van het werkvolk. De grote moeilijkheid bij de steenfabriek zat in de inelasticiteit van het productieapparaat. Hiermee word bedoeld dat de fabricage van bakstenen en de behoefte vanuit de bouwnijverheid niet in elkaar overgingen. Het was dus moeilijk om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen door de trage reactietijd van de steenfabrikanten. De marktverhoudingen waren gewijzigd en kenmerkten zich door een scherpe nationale en internationale concurrentie. Acties fabrikanten tegen gevaren modernisering:

•  Oprichting Vereeniging van Nederlandsche Steenfabrikanten in 1884.

•  Zij benaderden de overheid met het verzoek om steun en bescherming. In 1890 kreeg de vereniging er een algehele prijsverhoging door welke gekoppeld werd aan een productiebeperking van 12 tot 20%.

•  De derde strategie is opmerkelijk. Terwijl de baksteenindustrie in de laatste decennia van de19e eeuw en rond de eeuwwisseling met grote economische moeilijkheden kampte, voerden diverse steenfabrikanten verdergaande vernieuwingen door.

IJzer (reader)

De ‘kunst'stof ijzer bood de mogelijkheid tot constructies die met de natuurlijke materialen hout en steen onvoorstelbaar waren: hoger, breder, langer, sterker en lichter – in beide betekenissen.

Bruggenbouw: 1778 eerste brug van ijzer over de rivier de Severn bij Coalbrookdale in de Engelse Midlands. De brug werd in korte tijd wereldberoemd, maar ijzeren bruggen bleven nog lang een bewonderenswaardig, doch zelden toegepast curiosum.

Fabrieksbouw: de mogelijkheid om brandvrije gebouwen te maken. Bage bouwde in 1796 de eerste fabriek met een geheel ijzeren skelet: gietijzeren kolommen en balken. De ijzeren skeletten die in de tweede eeuwhelft gebouwen steunden, kwam overigens nauwelijks gietijzer voor. Ze werden uit het veel meer geschikte smeedijzer en later ook staal opgetrokken. Het gebruik van alleen gietijzeren kolommen i.p.v. houten staanders in fabrieken met veel etages kwam sneller in zwang. Daar woog de hogere prijs op tegen de grotere constructiemogelijkheden. Twee hoofdsoorten ijzer: gietijzer en smeedijzer.

Ontwikkelingen in productiewijzen:

Vooral door Darby's cokesprocédé voor het ijzersmelten werd gietijzer in de 1 e helft van de 19 e eeuw goedkoper, e daarmee wonnen uiteenlopende toepassingsmogelijkheden aan economische aantrekkelijkheid. Gietijzer heeft echter ook enkele eigenschappen waardoor het niet overal kan worden toegepast: wanneer er, zoals in balken, buigende krachten in het spel zijn, moet een gietijzeren element een relatief grote doorsnede hebben. Dat is kostbaar en brengt een hoog eigengewicht met zich mee. Hout is in dat opzicht gunstiger, en dat verklaart meteen het langdurige gebruik van houten vloerbalken. Smeedijzer, is in tegenstelling tot gietijzer, uitmuntend geschikt voor trek- of buigbelasting. Om smeedijzer te fabriceren werd ruwijzer van de hoogovens opnieuw gesmolten in een speciale oven, de reverbereeroven. Er vormde zich als het ware een plas gesmolten ijzer op de holle zandbodem van de oven, en door middel van een lange pook roerde of ‘puddelde' een man die massa gesmolten ijzer. Tijdens dat puddelen reageerde het ijzer met de hete lucht en verlor geleidelijk zijn koolstof. Hoe lager het koolstofgehalte, hoe hoger het smeltpunt van het ijzer wordt -> werk steeds zwaarder voor puddelaar.

Het grote voordeel van smeedijzer boven gietijzer: waar het onmogelijk is om twee stukken gietijzer door verhitting samen te voegen, leent smeedijzer zich daar wel toe. Smeedijzer werd samengevoegd door wellen of lassen. Het werd dan ook wel welijzer genoemd. Maar smeedijzer bleef tot in de jaren 40 van de 19 e eeuw een product dat veel arbeid, energie en tijd vergde en dus veel duurder was dan gewoon gietijzer. Daarnaast ging bij het productieproces ook nog eens 40% ijzer verloren, de zogenaamde afbrand.

Belangrijkste verschillen tussen gietijzer en smeedijzer:

•  gietijzer is een eenvoudig massaproduct – smeedijzer, complexe productie, dus duur

•  gietijzer uitstekend op druk, slecht op buig- en trekbelasting – smeedijzer, uitstekend op druk en buigbelasting

•  gietijzer is bros en breekt bij stoten – smeedijzer is taai en stootvast

•  gietijzer kan niet worden gelast – smeedijzer kan gelast worden tot grote stukken

•  gietijzer is geschikt om ineens tot een complexe vorm te worden gegoten – smeedijzer moet d.m.v. smeden, walsen en verspanende bewerkingen zijn vorm krijgen.

Intrede van ijzer als bouwmateriaal in NL moeizaam o.l.v. Roentgen. Deze man kreeg de opdracht de engelse ijzerindustrie in kaart te brengen en die inde Zuidelijke Nederlanden te verbeteren. Na het einde van het grote Koninkrijk der Nederlanden was de productie va constructie-ijzer nihil. Langzamerhand verspreiden er zich steeds meer ijzergieterijen over NL, maar veel waren niet geïnteresseerd in de productie van constructie elementen.

Het aantal projecten waar ijzer een belangrijke rol in de constructie speelde, was omstreeks 1840 nog uiterst gering. Alleen bij de grootscheepse uitbreiding van het Entrepôtdok in A'dam werden tussen 1837 en 1840 meer dan 200 gietijzeren kolommen geplaatst in een nieuwbouwgedeelte. In de jaren '40 werden bij sommige Rijksgebouwen grote dakspanten geplaatst waarin enkele houten elementen waren vervangen door smeedijzer. Even schaars was de toepassing van ijzeren kolommen in fabrieken gedurende de jaren '30 en '40, de fabrieken die in deze periode tot stand kwamen in NL waren dan ook kleinschaliger dan de fabrieken in Engeland.

Bezwaren tegen ijzer:

•  de prijs van ijzer bleef hoog

•  daarnaast moest ijzer goed onderhouden worden om roesten te voorkomen.

•  Bij architecten speelde een esthetisch element een rol: veel aan de kunstopleidingen geschoolde architecten meenden dat ijzer niet geschikt was als materiaal bij de bouw van vooral monumentale gebouwen. Zij voelden zich beknot in hun artistieke uitdrukkingsmogelijkheden, omdat gietijzer slechts in een beperkt aantal modellen verkrijgbaar was. Pas vanaf de 2 e helft van de jaren 60 ontstond in kringen van architecten een streven naar synthese tussen moderne techniek en kunstzinnige traditie. Henri Labrouste speelde hierbij een belangrijke rol.

•  Het meest vond ijzer toepassing in de bruggenbouw. Daar kon men de mogelijkheden van gietijzer ten volle benutten en aldus overspanningen maken die met hout erg veel materiaal zouden kosten. Deze bruggenbouw werd vooral gestimuleerd door de aanleg van spoorwegen. In 1839 kwam de eerste spoorlijn Haarlem – Amsterdam gereed, deze lijn telde 16 bruggen waarvan twee beweegbaar moesten zijn. Deze bruggen waren echter nog van hout. Bij de aanleg van de tweede lijn in 1840 werden bruggen van ijzer gemaakt, een nadeel bij deze bruggenbouw was dat een gietijzeren brug slechts een beperkte lengte had, de draaibruggen overspanden wel ruim 20 meter, maar hadden dan wel een pijler in het midden. De extreem grote overspanningen werden nog steeds van hout gemaakt, want met gietijzer niet mogelijk (buiging) en met smeedijzer geen ervaring. In het tijdvak tot het begin van de jaren '60 werden in verband met stadsuitbreidingen en de aanleg van wegen en kanalen naar schatting een honderdtal ijzeren verkeersbruggen in het hele land gebouwd. De uit het buitenland afkomstige vergelijkbare ontwerpen werden niet gebruikt in NL. Ze werden wel eens meegenomen in een ontwerp, maar nooit uitgevoerd. De wel gebouwde bruggen leken sprekend op houten of stenen bruggen, waarbij de traditionele materialen geheel of gedeeltelijk waren vervangen door ijzer.

De voorzichtige acceptatie in de jaren '50 en '60.

Nadelen genoemd door enkele leden van de A'damse afdeling van de Maatschappij:

•  kostbaarheid van vooral smeedijzer, en de vele nadelen van het goedkopere gietijzer; alleen drukkracht, voor bouw bruggen en viaducten geschikt, maar voor de bouw van huizen en gebouwen zag men overwegend nadelen.

•  IJzer kan roesten.

•  Toepassing van ijzer zou misschien de kunst enigszins aan banden leggen, architect minder vrij in zijn scheppend genie.

•  Voor de NL nijverheid zou het nadelig zijn om kalk en steen te vervangen door ijzer; omdat dit laatste ingevoerd moest worden terwijl de eerste producten hier vervaardigd werden

•  Weinig ervaring met de toepassing van ijzer, zij lieten het oordeel liever over aan de meer kundige en ervarene mannen, die zij uitnodigden voor een vergadering.

Ondanks de bezwaren tegen ijzer, konden smeedijzeren constructie-elementen, vooral gewalste balken, sinds 1850 rekenen op een groeiende belangstelling. De reden hiervoor was dat ze in steeds toenemende doorsneden en lengten beschikbaar kwamen en dat opende de mogelijkheid om op eenvoudige wijze bijvoorbeeld grote overspanningen te maken.

De opdrachten voor constructiewerk namen vooral een hoge vlucht dankzij nieuwe theorieën die in de periode 1850-1865 werden ontwikkeld over de krachtverdeling in grote constructies. De toepassing van deze nieuwe inzichten leidde tot vakwerkconstructies die sindsdien in alle denkbare vormen werden uitgevoerd, van spoorwegen tot kapspanten. Men was nu in staat om veilige constructies te maken waarin veel minder materiaal was verwerkt en die toch niets aan draagvermogen hadden ingeboet. Vakwerkspanten werden samengesteld uit losse delen. Dat maakte het mogelijk, de op druk belaste delen in gietijzer uit te voeren en de rest in smeedijzer. Dit had als gevold dat gieterijen hun bedrijf moesten aanpassen – aparte afdelingen. Voor samenstellen van ijzer was klinken een noodzakelijk voorwaarde. Gietijzeren delen kunnen alleen met bouten onderling verbonden worden, terwijl men met rijen klinknagels dunne platen en profielen smeedijzer op en aan elkaar kan bevestigen, al naar gelang de sterkte van de constructie het vereist. Voor de industrie betekende deze ontwikkeling dat sommige van de bestaande gieterijen zich verder gingen toeleggen op constructiewerk naast gietwerk.

De stadsuitbreidingen en de vervanging van houten en stenen bruggen leverden sinds ongeveer 1860 met name in het waterrijke westen van het land een voortdurende stroom orders op voor vaste en beweegbare bruggen. De uitbreiding van het spoorwegnet in NL kwam pas goed op gang na de spoorwegwet van 1860. In deze wet nam de staat een deel van de verdere aanleg van de spoorwegen voor zijn rekening. Van 1860 tot 1888 werden er 17 grote spoorbruggen gebouwd waarvan drie door NL bedrijven en de rest door buitenlandse bedrijven. Wel werden alle bruggen, met uitzondering met die over de IJssel bij Zwolle, ontworpen door NL ingenieurs. Het was niet zo dat NL bedrijven geen belangstelling hadden voor de bouw van grote spoorbruggen. Maar de buitenlandse concurrentie werkte in veel gevallen tegen lagere prijzen. De prijs van een opdracht ging naar de laagste inschrijver. De NL bedrijven waren vooral in het nadeel doordat ze eigenlijk te klein waren voor zulke omvangrijke opdrachten. Het was in de ogen van de directies ook niet verstandig om grote investeringen te doen ter uitbreiding van het bedrijf, wanneer er toch maar een beperkte binnenlandse vraag was naar dat soort bruggen.

Staal was omstreeks 1860 een revolutionaire materiaal aan het worden, omdat vooral de uitvindingen van Henri Bessemer het staalbereiden sinds 1856op een heel nieuw spoor hadden gebracht. Dankzij zijn nieuwe procédé kon men in Engeland staal gaan maken in hoeveelheden die tot dan toe onvoorstelbaar waren geweest. Staal is harder dan smeedijzer, en kan ook grotere trek- en buigkrachten weerstaan. Voor bruggenbouw is het daarom een ideaal materiaal, omdat men met minder materiaal een constructie kan maken die sterker en lichter is dan een smeedijzeren brug. Alleen in prijs kon staal nog lang niet concurreren met smeedijzer. Naast bruggen moesten er ook veel stations en treinhalle n gebouwd worden. Voor de overkappingen van de sporen gebruikte men aanvankelijk zogeheten sikkelspanten en later kniespanten. Stationsoverkappingen horen wellicht tot de meest karakteristieke en vertrouwde constructies uit de 19 e eeuw. Zo'n groot project vroeg nieuwe middelen en werkwijzen en veel organisatie en communicatie.

De massaliteit van stationshallen en de gevraagde snelle oplevering ervan stuitte bij veel architecten op weerstand. Zij voelden zich aangetast in hun ambachtelijkheid door de voortschrijdende standaardisatie, zowel van ijzeren bouwelementen als van versieringen. De toenemende vloed van industrieproducten werd met argwaan bekeken. een discussie ontstond: men aanvaarde dat ijzer voor grote kunstwerken als bruggen en hallen onmisbaar was, maar zag de toepassing in ornamenten en dergelijke als een langzaam werkend vergif. Ook voor de monumentale bouwkunst achtten veel architecten ijzer niet geschikt, steen zou omdat het bij verhitting niet uitzet en zijn vorm niet afhankelijk was van het gieten veel beter geschikt zijn. De architect Van Goor riep op om alle industrieel vervaardigde producten voor de bouw eerlijk te gebruiken. Als het ijzer was, moest men dit ook kunnen zien. Van Goor wilde op deze manier komen tot een nieuwe stijl van bouwen, de ijzerstijl die al eerder was ontstaan bij bruggenbouw. Om dit ideaal te bereiken zouden de architecten, net als de ingenieurs dit hadden gedaan, de industrie moeten leiden. In deze discussie werd de Franse architect Viollet-le-Duc ter sprake gebracht, hij beschouwde het als de plicht van de architect om ijzer toe te passen. Ook hij stelde de ingenieurs, die het ijzer wel op grote schaal toepasten, aan de architecten ten voorbeeld. In het tijdvak 1870-1900 vinden we veel van deze discussie terug. IJzer werd veelal niet gebruikt voor monumentale doeleinden. De door Van Goor bepleitte ijzerstijl is nooit van de grond gekomen.