Staalframebouw

Staalframebouw is een licht bouwsysteem met koudgevormde stalen profielen die constructief samenwerken als frame. Het basisframe (of het samenstel van stijlen en regels) wordt voorzien van plaatmateriaal, isolatie in en op het frame en de nodige afwerkingen. De verschillende bouwdelen kunnen worden afgestemd op functies en prestaties. Met andere woorden: door de opbouw en samenstel van de elementen kunnen extra functies worden geïntegreerd of aan de elementen worden toegevoegd. Het bouwsysteem combineert gering materiaalgebruik met snelle montage.

Staalframebouw is niet hetzelfde als staalskeletbouw. Er zijn wel algemene overeenkomsten tussen de bouwmethoden: een gering eigengewicht en een hoge bouwsnelheid.

Constructief gezien zijn er wel degelijk verschillen (afb. 1.1a en b). Staalskeletbouw is het bouwen van lijnvormige elementen (liggers en kolommen) van warmgewalste profielen. Voor de benodigde afbouw wordt dit skelet ingevuld met wanden, vloeren en daken. Schijfvormige elementen zijn het uitgangspunt bij staalframebouw waarbij complete panelen voor wanden, gevels en daken worden samengesteld.

Aan de basis daarvan staan frames van koudgevormde profielen, gemaakt uit dunne staalplaat. Veel voorkomende profieltypes zijn C (voor de stijlen) en U-profielen (voor de regels). Er komen ook steeds meer 'complexere' profileringen voor, bijvoorbeeld als een Σ- of Z-vormige doorsnede, vanwege hun hogere traagheidsmomentcapaciteiten. Deze constructieve verschillen zijn voor ontwerpers en bouwers essentieel.

Met staalskeletbouw is vrijwel elke vorm en elk volume mogelijk. Bij staalframebouw zijn overspanningen en openingen om constructieve redenen aan maximale maten gebonden (afb. 1.2). Wel komt de combinatie met koudgevormd en warmgewalst steeds vaker voor, bijvoorbeeld voor grote(re) overspanningen, uitkragingen of overstekken.

Afb. 1.1a en 1.1b. Villa Berkel-Enschot. Aan de basis van staalframebouw ligt een stijl- en regelwerk en liggers van koudgevormde profielen. De beklede frames vormen een constructieve schijfstructuur.

Afb. 1.2. Woning Nuth. Bij kleine overspanningen volstaan relatief lage vloerliggers, hier samengestelde kruisprofielen (foto: Thea van den Heuvel Fotografie & Film).

De overeenkomst

Staalframebouw lijkt op metal stud. Maar niet in constructief opzicht. Bij metal stud hebben de profielen met een staaldikte van ongeveer 0,6 mm dik geen draagcapaciteit. Een staalframebouw systeem — met 1 tot 5 mm, of zelfs tot en met 8 mm dikke profielen — heeft dat wel. Wat dat betreft is staalframebouw net 'dikke metal stud'. Verdere overeenkomsten met metal stud zitten in de afwerking en uitvoering.

Het voordeel

Staalframebouw is licht van gewicht, maatvast dankzij krimpvrije materialen, praktisch ongevoelig voor klimaatinvloeden en bestand tegen ongedierte en schimmels. Grote overspanningen met enkele liggers zijn mogelijk tot ± 8 m (met uitschieters tot 10 m) en kleine uitkragingen (< ~0,5 m) zijn haalbaar. Bij maten daarboven leent het zich prima in combinatie met warmgewalste profielen (afb. 1.3) of met vakwerkconstructies uit koudgevormde profielen.

Een ander voordeel is een ruime ontwerpvrijheid bij kleine aantallen tegen relatief lage kosten (afb. 1.4). Bovendien heeft staalframebouw de intrinsieke kwaliteit van holle wand- en vloersystemen. Die holle ruimtes kunnen worden benut voor leidingdoorvoeren, maar ook via voorgeponste of -gestanste openingen in de profiellijven.

De profielen worden op de juiste lengte geknipt, en de onderlinge aansluitingen worden gemarkeerd (met inkepingen of uitsparingen) en de schroefgaten voorgeponst. Montagemallen zijn niet nodig. Het frame kan maar op één manier in elkaar worden gezet, of het nu in de werkplaats is of op de bouwplaats.

Afb. 1.3. Quantum Deck Vloer met extra betonnen bovenlaag, gecombineerd met warmgewalste constructie voor grote overspanningen in een parkeergarage, Leiden.

Afb. 1.4. Gevelsluitende elementen Gelderhof, Amsterdam.

De samenwerking

Staalframebouw gaat dus goed samen met andere bouwsystemen. De genoemde combinaties met staalskeletbouw zijn inmiddels talrijk; de reden is duidelijk: grote, kolomvrije en flexibel indeelbare plattegronden. Staalframebouw uitbreidingen of optopmodules bij een betonnen of steenachtig casco komen veel voor (afb. 1.5 en 1.6). Maar ook staalframebouw invulwoningen onder een enorme houten kap van een bestaand monumentaal pand (afb. 1.7). Drie bouwmethoden combineren in één project is ook mogelijk. Met staalframebouw kunnen gebouwen van zes-acht lagen als een soort zelfdragende carrosserie worden opgezet. Voor hogere gebouwen moet een staalskelet als hoofddraagconstructie dienen.

Afb. 1.5. Optop-maisonnettes Leeuw van Vlaanderen, Amsterdam.

Afb. 1.6. Optop-maisonnettes Lage Land (drie fases), Rotterdam.

Afb. 1.7a en b. Heavens Hotel Hoorn en restaurant The Saint in de Grote Kerk, Hoorn.

Hergebruik

Er is een beweging gaande om (meer) staalschroot op kwaliteit te scheiden en opnieuw in te zetten voor groen staal, in casu zonder gebruik van nieuw ijzererts en cokes, voor milieuwinst om uitputting van natuurlijke grondstoffen te voorkomen. Staalframebouw profielen kunnen eenvoudig worden ontdaan van bekleding, isolatie en installaties, en zo worden ingezet in smeltovens of converters.

Hergebruik van staalframebouw elementen komt tot nu toe niet voor; daarvoor is het systeem nog te jong. In theorie kunnen ze een tweede leven krijgen, maar er zijn geen circulaire praktijkvoorbeelden van bekend — op één na: de Polynormwoningen in Eindhoven (Strijp) (afb. 1.8a en b).

Afb. 1.8a en b. De Polynormwoningen in Eindhoven (Strijp) zijn de eerste staalframebouw woningen (1951) in Nederland. Door asbestsanering werden de woningen in 2006 gesloopt waarbij twee woningen voor onderzoek zijn heropgebouwd op het universiteitsterrein van TU Eindhoven.

Binnenstedelijke herontwikkeling

De combinatie van prefab elementen met een laag gewicht en een grote ontwerpvrijheid maakt staalframebouw geschikt voor stadsvernieuwing en renovatie (afb. 1.9). Juist daar onderscheidt staalframebouw zich door korte bouwtijden zonder hulpconstructies en biedt het oplossingen voor de vraagstukken van herontwikkeling en transformaties, zoals optoppen van naoorlogse flatgebouwen. Overlast voor de omgeving en omwonenden wordt tot een minimum beperkt.

Afb. 1.9. Het terrein van de Pastoor van Arskerk in Delft is getransformeerd (2022–'23) tot woongebied met zestien koopwoningen, waarvan tien 'cirkelwoningen' op de oude fundering en tussen de gehandhaafde kooromgang.

Attesten en certificering in relatie met Wkb/Bbl

Staalframebouw wordt in diverse landen, waaronder Duitsland en Engeland, voorzien van certificaten, attesten of andere kwaliteitsdocumenten. In deze documenten staat aangegeven op welke wijze staalframebouw met zijn verschillende principe-oplossingen en productcombinaties voldoet aan de gestelde prestatie-eisen. Nederland kent het KOMO-attest 'Star-Frame Bouwsysteem', met verschillende licentiehouders.

Het attest geeft ontwerpers, gemeentes, aannemers en kwaliteitsborgers de zekerheid dat het systeem voldoet aan de eisen, waardoor de 'bouwactiviteit', volgens de nieuwe opzet van de Wet kwaliteitsborging voor het bouwen, snel kan worden afgegeven. Het attest is dynamisch: het 'beweegt' mee met wijzigingen in norm- en regelgeving en nieuwe ontwikkelingen.

Handboek Staalframebouw – deel 1 →

Dit handboek biedt een volledig overzicht van het staalframebouw systeem: van principes en profielen tot constructie, bouwfysica en detaillering. Gratis te downloaden via de publicatiedatabase van Bouwen met Staal.