Doel

Dit informatieblad gaat in op de ontwikkeling en mogelijkheden van prefabricage van baksteenconstructies. Het laat zien hoe prefab metselwerk zich vanaf het begin van de vorige eeuw heeft ontwikkeld en welke vormen en systemen van geprefabriceerd metselwerk momenteel in de markt beschikbaar of in ontwikkeling zijn. Ook geeft het antwoord op de vraag hoe geprefabriceerd metselwerk tot stand komt en hoe de verschillende systemen zijn opgebouwd.

Inleiding

Prefabricage van bouwdelen is niet meer weg te denken uit de praktijk van het hedendaagse bouwen. In Nederland zien we de eerste pogingen om tot prefabricage van bouwelementen te komen na de Eerste Wereldoorlog. Er was sprake van een periode van grote achterstand in de woningbouw. Rond 1920 gingen de grote steden Amsterdam, Rotterdam en Den Haag een samenwerking aan om op grote schaal te experimenteren met meer geïndustrialiseerde (woning)bouwmethoden. Uit deze experimenten is ondermeer het Betondorp in de Watergraafsmeer ontstaan. Amsterdam richtte het vizier in die tijd expliciet op bouwmethoden die het arbeidsintensieve metselwerk konden vervangen.

Aan het begin van de crisisjaren daalden de bouwkosten in de traditionele woningbouw dramatisch, waardoor de belangstelling voor industrialisering en prefabricage nagenoeg geheel verdween. Na de Tweede Wereldoorlog herleefde die belangstelling logischerwijze vanwege de ontstane achterstand in het bouwen, met als gevolg een enorme woningnood.

Eind jaren zestig is door het RIW (Research Instituut voor de Woningbouw) een inventarisatie opgesteld van de op dat moment bekende niet-traditionele woningbouwmethoden in Nederland. De resultaten werden gepubliceerd in SBR- publicatie nr 26 onder dezelfde naam. In dit standaardwerk treffen we slechtséén systeem aan waarbij ook het gevelmetselwerk werd prefabriceerd. Het betreft het BMB-systeem.

Baksteen Montage Bouw - BMB

Het BMB-systeem was een montagebouwsysteem. Het casco werd opgebouwd uit geprefabriceerde
betonelementen voor de dragende wanden, met geprefabriceerde vloerplaten. De gevel bestond uit
geprefabriceerde gevelelementen.
Deze gevelelementen waren samengesteld uit een betonnen binnenspouwblad met daaraan verbonden een buitenspouwblad van geprefabriceerde baksteen. De maximale grootte van deze elementen bedroeg een halve verdieping (22 lagen) bij een lengte van 14 of 16 strekken. Met speciale mallen konden ook verdiepinghoge penanten worden geprefabriceerd met een maximale breedte van 7 strekken. De spouwbladen werden met stripankers van verzinkt staal (6,5 x 20 mm) aan elkaar verbonden. De elementen sloten langs de verticale zijde aan met een staande voeg, die in het werk werd aangegoten en nagevoegd.
De bakstenen werden geplaatst op verrolbare plateaus in rechthoekige verdiepte vakjes, gevormd door gepatenteerde roosterstaven. Deze staven liepen iets taps toe zodat een zekere maatvariatie werd getolereerd. Ook zorgde het profiel ervoor dat doordruipende specie niet de zichtzijde (de onderkant in de mallen) kon besmeuren.

Na het afsluiten van de mal en het aanbrengen van de stripankers werd de mal onder een douche voorbevochtigd en vervolgens onder een doseerinrichting voor dunne metselspecie gebracht, die de specie gelijkmatig over de stenen verdeelde. Een triltafel zorgde ervoor dat de specie vol en zat tussen de stenen werd getrild. Het patentrooster zorgde ervoor dat in de gevel een iets verdiepte voeg ontstond. De achterkant van het metselwerk werd automatisch voorzien van een zogenaamde vertinlaag. Het metselwerk werd niet gewapend. Hierna werd met een speciale bekisting - een soort luiken die tussen de stripankers werden gelegd - het binnenspouwblad op spouwafstand van het metselwerk gestort. De stripankers staken dus door de bekisting die na het drogingsproces weer kon worden gedemonteerd.

Met deze productiemethode kon zo’n 16 m2 gevel per uur worden geproduceerd.

Eind jaren negentig neemt de belangstelling voor het prefabriceren van metselwerk opnieuw toe. De industrie beseft dat goede vakmensen, en dus ook metselaars, steeds schaarser zijn te vinden. Het mechaniseren c.q. industrialiseren van het metselproces zou een oplossing voor dit probleem kunnen bieden. De voordelen van industrieel bouwen, d.w.z. fabrieksmatig, zijn evident. De condities in een fabriek zijn constant en staan niet onder invloed van het weer. Hierdoor kan een constante, hogere, kwaliteit worden bereikt en zijn de arbeidsomstandigheden beter.
Metselen is altijd een arbeidsintensief proces geweest en mede daarom zijn er door de jaren heen pogingen gedaan om het metselproces te mechaniseren c.q. te industrialiseren.

Dit proces voltrekt zich doorgaans langs de lijn (of in een mix) van drie verschillende technologieën:

- prefabricage;
- droogstapelbouw, en
- robotisering.

In dit artikel wordt met name het prefabriceren van metselwerk behandeld.

Prefabricage van baksteen metselwerk

Gevelelementen

Bij prefabricage van baksteen metselwerk gaat het meestal om het vervaardigen van gevelelementen. Verdiepinghoge elementen worden compleet voorzien van kozijnen, isolatie en ventilatievoorzieningen op het werk aangevoerd en gemonteerd. Het prefabriceren van baksteen gevelelementen is vooral interessant als er voldoende repeterende elementen in het ontwerp voorkomen. Er kunnen ook andere redenen aan de keuze voor prefab ten grondslag liggen, bijvoorbeeld de mogelijkheid van demontage en herbruikbaarheid.

De totale bouwtijdverkorting door toepassing van prefabricage kan oplopen tot 40 à 50%. Belangrijke algemene voordelen van prefab zijn:

- constante kwaliteit, kwaliteitsborging;
- bouwtijdverkorting, er kan eerder met afbouw worden begonnen;
- steigerloos bouwen;
- minder bouwrente;
- direct weer- en winddicht bij toepassing van gevelsluitende (beglaasde) elementen;
- geïntegreerde klimaatbeheersing mogelijk;
- nieuwe/eigen mogelijkheden in vormgeving.

Bij prefab metselwerk zien we dat het metselen zelf vaak nog op traditionele manier wordt gedaan. De voordelen van het prefabriceren zitten dan vooral in de constante kwaliteit, het niet afhankelijk zijn van weersinvloeden en verkorting van de bouwtijd.

Verder zien we mengvormen van de verschillende productiewijzen. Immers worden de voordelen van fabrieksmatige vervaardiging pas ten volle benut als ook het metselproces zelf daarin in hoge mate kan worden gemechaniseerd of gerobotiseerd.

Bij geprefabriceerd metselwerk kunnen we een onderscheid maken in type eindproduct:

- enkelschalige elementen volkeramisch;
- enkelschalige elementen niet-volkeramisch;
- dubbelschalige elementen;

Enkelschalige elementen; volkeramisch

Dit betreft het prefabriceren van uitsluitend het buitenspouwblad of binnenmuur-element. Bij toepassing van normaal metselwerk aan de zichtzijde, is een betonnen rug als draagconstructie noodzakelijk voor de sterkte en stijfheid van het element. Indien echter gebruik gemaakt wordt van gelijmd metselwerk, kan de betonnen rug dunner worden genomen of zelfs geheel achterwege blijven. Gevelelementen kunnen compleet met beglaasde kozijnen in het werk worden gemonteerd.

Enkelschalige elementen; niet-volkeramisch

Het element bestaat uit een combinatie van een dunne keramische buitenkant op een rug van beton of isolatiemateriaal. Om materiaal en gewicht te besparen op de elementen wordt het uiterlijk van baksteen metselwerk nagebootst met steenstrips of doorgezaagde stenen (klisklezoren).

Dubbelschalige elementen

Hierbij worden complete gevelelementen met binnen en buiten(spouw)blad geprefabriceerd. Een voorbeeld hiervan is het eerder omschreven BMB-systeem. Bij deze systemen kan het buitenblad zowel volkeramisch als niet-volkeramisch zijn. Bij de volkeramische systemen zorgt een betonnen binnenblad veelal voor de constructieve sterkte en stijfheid van het element. De elementen worden net als in het BMB-systeem horizontaal in mallen vervaardigd. Niet altijd worden binnen- en buitenblad door een luchtspouw gescheiden. Het buitenblad kan zowel in gemetselde uitvoering als in lijmwerk worden gemaakt.

Een voordeel van het in mallen prefabriceren van metselwerk is ook dat gemakkelijker afwijkende steenverbanden kunnen worden toegepast, die in-situ moeilijk of niet te realiseren zijn.

Bij de niet-volkeramische elementen gaat het net als bij enkelschalige elementen om gewichts- en materiaalbesparing door het gebruik van klisklezoren of dunne steenstrips.

Halffabrikaten

Het prefabriceren van kleinere elementen komt ook veel voor: schoorstenen, bogen en lateien of gemetselde penanten. Onder de merknaam Heblad leveren en plaatsen de Gebr. van der Heijden uit Bladel al jaren met succes geprefabriceerde schoorstenen. Deze schoorstenen worden weliswaar traditioneel gemetseld onder geconditioneerde omstandigheden in de fabriek, maar verder compleet met loketten en afwerking in het werk geplaatst.

Het komt vaak voor dat aannemers kleinere gemetselde bouwelementen als penanten, poeren, tuinmuurtjes e.d. op het werk of in de werkplaats prefabriceren om zo tijdwinst te boeken. Met name loont dit al gauw als er sprake is van repeterende elementen. Er zijn echter ook bedrijven die zich specifiek toeleggen op het fabrieksmatig prefabriceren van deze elementen. Een voorbeeld hiervan is het Tailorblade programma, dat in principe elk gewenst halffabrikaat metselwerk maakt, al dan niet in combinatie met beton en/of isolatie, volgens de specificaties van de klant.

IFD-bouwen

De ministeries van VROM en EZ hebben in 1999 de aanzet gegeven voor het programma IFD-bouwen dat staat voor Industrieel, Flexibel en Demontabel bouwen. Dit programma vond zijn uitwerking in een aantal demonstratieprojecten, waarbij in enkele van deze projecten ook geprefabriceerd metselwerk is ontwikkeld en toegepast.

In die zin heeft het programma zeker bijgedragen aan de ontwikkeling van vernieuwende gevelconcepten van ondermeer geprefabriceerd baksteen metselwerk.