zware prefab systemen

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975
1945

Er bestaat een dringende nood aan goedkope huisvesting in het naoorlogse Europa, maar tegelijkertijd ook een groot tekort aan bouwmaterialen en geschoolde arbeidskrachten.

1946

Het systeem Cauvet voor zware prefab wordt uitgevonden.

1948

De Franse ingenieur Raymond Camus patenteert een systeem voor zware prefab.

1950s

Vooral in Frankrijk maar ook elders in Europa kent zware prefab een grote ontwikkeling.

1955-1958

La Magnanerie in Vorst wordt opgetrokken, deels met dragende dwarsmuren en deels met het systeem Barets.

1956-1972

De Modelwijk in Brussel wordt opgetrokken met het systeem Barets en het systeem Cauvet.

1960

Wonen/Habiter publiceert een interview met J. Barets, de algemeen directeur van de Compagnie Française d’Engineering Barets.

1961

Start van de bouw van 140 laagbouwwoningen in Sint-Lambrechts-Woluwe volgens het systeem Barets.

1965

Midden jaren 1960 heeft Camus zes fabrieken in Frankrijk en 16 fabrieken in andere landen zoals het Verenigd Koninkrijk, Duitsland, Italië, Rusland en Algerije.

1969

Volgens een onderzoek uit 1969 worden amper 2% van de woningen in België gebouwd met geïndustrialiseerde bouwsystemen zoals zware prefab.

1970s

De toepassing van zware prefab in Europa kent een sterke terugval, door een algemene malaise in de bouwnijverheid, hogere vereisten op vlak van thermische isolatie en nieuwe architectuurstromingen.

De term ‘zware prefab’ of ‘zware geprefabriceerde systemen’ wordt gebruikt voor geïndustrialiseerde bouwsystemen die bestaan uit grote, geprefabriceerde dragende vloer- en wandelementen in gewapend beton, die op grote schaal en volgens een integraal en gesloten concept werden geproduceerd. ‘Integraal’ omdat het systeem alle elementen en componenten bevatte die nodig zijn om een volledig gebouw te realiseren. ‘Gesloten’ betekent dat de geometrische configuratie van de elementen en verbindingsstukken specifiek was voor een bepaald merk en de elementen dus niet compatibel waren met die van andere systemen. Binnen elk systeem kon een beperkt aantal vooraf gedefinieerde gebouwen of gebouwtypes worden opgetrokken, met behulp van een relatief klein gamma aan standaard componenten. De beperkingen werden gecompenseerd door economische en logistieke voordelen. Het economische aspect was ongetwijfeld één van de grootste voordelen van zware prefab. Geïndustrialiseerd bouwen verliep sneller en vergde minder gespecialiseerde arbeidskrachten, wat bijkomende financiële voordelen opleverde. Daarentegen diende het ontwerp- en het bouwproces anders te worden opgevat: de kenmerken van het systeem moesten worden meegenomen in het architectuurontwerp. De beperkte flexibiliteit en de vereiste minimale omvang van een bouwproject waren twee belangrijke nadelen van zware prefab. Terwijl zware prefab in de naoorlogse periode zeer vaak werd toegepast in tal van West- en Oost-Europese landen, was dit in België veel minder het geval.

naoorlogse wederopbouw

De opkomst van zware prefab is gelieerd aan de enorme en dringende behoefte aan goedkope huisvesting in het naoorlogse Europa en het tekort aan bouwmaterialen en geschoolde arbeidskrachten in die periode. Deze situatie creëerde nieuwe mogelijkheden voor alternatieve bouwmethodes die het bouwtempo en de productiviteit konden versnellen. Tijdens de jaren 1950 en 1960 werd dit gunstig klimaat bestendigd door een verdere bevolkingstoename en wetenschappelijke en technische ontwikkelingen in de bouwnijverheid, wat het succes van zware prefab systemen verder in de hand werkte. Tijdens de jaren 1970 echter kwam een einde aan de opmars van zware prefab. In Frankrijk bijvoorbeeld, waar zware prefab een stevige positie innam, sloten tal van bedrijven tegen het einde van de jaren 1970 hun deuren. Dit was onder meer het gevolg van de algemene malaise in de bouwnijverheid, maar ook hogere vereisten op vlak van thermische isolatie en nieuwe architectuurstromingen.

Vooral in Frankrijk maar ook elders in Europa kende zware prefab vanaf begin van de jaren 1950 een grote ontwikkeling. Een van de eerste en meest succesvolle Franse systemen was dat van de Franse ingenieur Raymond Camus. Dit systeem, gepatenteerd in 1948, werd in 1949 door het Franse Centre Scientifique et Technique du Bâtiment goedgekeurd. Het werd op brede schaal toegepast en was een van de instrumenten die de Franse overheid toeliet om haar ambitieuze doelstelling van 20.000 nieuwe woningen per maand te realiseren. Het systeem werd wereldwijd een symbool voor zware prefab ‘à la française’. Midden jaren 1960 telde Camus zes fabrieken in Frankrijk en 16 fabrieken in andere landen zoals het Verenigd Koninkrijk, Duitsland, Italië, Rusland en Algerije.

Frankrijk speelde een voortrekkersrol op vlak van zware prefab. Behalve het systeem Camus waren in Frankrijk nog tal van andere zware prefab systemen ontwikkeld die internationaal succes kenden, zoals Coignet, Barets, Cauvet, Estiot, Tracoba, Balency (Balency et Schuhl) en Porte des Lilas. Daarnaast werden tientallen andere systemen van zware prefab en geïndustrialiseerde bouwmethodes ontwikkeld in het Verenigd Koninkrijk, Duitsland, de Verenigde Staten en Scandinavische en Oost-Europese landen. De onderlinge verschillen hadden vooral betrekking op de samenstelling van de materialen, het productie- en verhardingsproces, de opeenvolging van verschillende lagen in één element, de afmetingen van de elementen en de verbindingen.

generieke kenmerken

Hoewel elk systeem enkele typische eigenschappen vertoonde, waren een aantal kenmerken van toepassing op de meeste zware prefab systemen. Doorgaans bestond een systeem uit een vast aantal panelen voor gevels, vloeren en binnenwanden, en geprefabriceerde trappen. De panelen waren tot 8 m breed (of de breedte van één kamer) en tussen 6 en 30 cm dik. Het productieproces verliep bijna volledig machinaal. De panelen werden vaak horizontaal gegoten in een stalen bekisting, die voorzien waren van wapeningsstaven, haken of andere hulpmiddelen om de elementen te transporteren, op te tillen en te verbinden, en raam- en deurkaders. Verschillende betonsoorten konden worden gebruikt, eventueel als opeenvolgende lagen in hetzelfde element, afhankelijk van de functie ervan. De isolerende eigenschappen konden worden verbeterd door een interne isolatie toe te voegen. Nadat de elementen waren uitgehard en een eventuele oppervlaktebehandeling hadden ondergaan, werden ze naar de werf gebracht en op de juiste positie gemonteerd. De metalen haken en uitstekende wapeningsstaven werden met elkaar verweven, waarna de voegen werden opgevuld met ter plaatse gestort beton.
De jaren 1950 en 1960 brachten een verbetering in de technische uitrusting en productievoorwaarden van de prefab industrie. Die professionalisering leidde tot een grotere nauwkeurigheid, waardoor de montage vlotter verliep. Een andere evolutie die zich vanaf het einde van de jaren 1950 liet opmerken was het streven naar meer toegevoegde waarde, bijvoorbeeld door panelen op te bouwen uit verschillende lagen of door bijkomende functies te integreren, zoals raam- en deurkaders (eerst in hout en vanaf halverwege de jaren 1960 ook in staal), leidingen, bedrading en materialen voor de binnen- en buitenafwerking (pleister, vloerbekleding, enz.).

zware prefab in België

Volgens een onderzoek uit 1969, uitgevoerd in opdracht van de Kredietbank, werd amper 2% van de woningen in België gebouwd met behulp van geïndustrialiseerde bouwsystemen zoals zware prefab. Dit percentage lag heel wat lager dan in landen zoals het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, Duitsland en Oost-Europese landen, waar dit aandeel 10 tot 30% van het totaal aantal woningen uitmaakte. Een van de oorzaken van de lagere populariteit van geïndustrialiseerde bouwsystemen in België ligt in het beperkte aantal grote bouwbedrijven: de Belgische bouwnijverheid werd gekenmerkt door een groot aantal kleine of middelgrote ondernemingen, vaak met maximaal vier werknemers, die niet uitgerust waren om die technieken in praktijk te brengen. Bovendien was het beleid van de overheid niet gunstig voor de ontwikkeling van zware prefab. De overheid zou vanaf 1948 onrechtstreeks traditionele bouwmethodes stimuleren via de wet De Taeye. Deze wet stimuleerde de bouw van private woningen aan de hand van premies en leningen. De premies waren van toepassing op kleine, individuele woningen, welke meestal opgetrokken werden door kleine aannemers die eerder traditionele bouwmethodes gebruikten. De Taeye-huizen (waarvan er zo’n 100.000 zijn gebouwd in amper vijf jaar tijd) bestonden vaak uit baksteen, houten buitenschrijnwerk en een zadeldak met dakpannen.

De wet De Taeye had een nadelig effect op de ontwikkeling van grootschalige collectieve woningbouwprojecten met meerdere verdiepingen – net die projecten waar zware prefab concurrentieel was. Toch profiteerde ook de individuele woningbouwsector in naoorlogs België van de technologische ontwikkelingen in de bouwnijverheid. In tegenstelling tot zware prefab, werd wel beroep gedaan op lichte of gedeeltelijke prefabricatie, bijvoorbeeld met de zogenaamde ‘verbeterde traditionele’ bouwmaterialen zoals lichtgewicht beton en holle welfsels (zie ook hoofdstukken 1 en 4). Deze konden makkelijker in de toenmalige bouwpraktijk geïntegreerd worden dan geïndustrialiseerde bouwsystemen en zware prefab systemen.

De beperkte toepassing van zware prefab in België wordt weerspiegeld in het beperkt aantal verwijzingen naar zware prefab in de contemporaine, Belgische literatuur. De naoorlogse architectuurtijdschriften bevatten amper artikels over of toepassingen van zware prefab; producenten adverteerden ook nauwelijks in deze tijdschriften gezien de beperkte afzetmarkt. In 1960 publiceerde Wonen/Habiter, het tijdschrift uitgegeven door de parastatale instelling Nationaal Instituut voor de Huisvesting (NIH), een interview met J. Barets, de algemeen directeur van de Compagnie Française d’Engineering Barets, één van de voornaamste Franse zware prefab bedrijven. Het interview was echter eerder een pleidooi voor het concept dan een technische beschrijving. In 1964 ging hetzelfde tijdschrift uitvoerig in op de realisatie van de wijk Ban Eik in Wezembeek-Oppem, een ontwerp van de architecten van Groupe Structures (1957-1960), waar twee woontorens waren opgetrokken met het systeem Barets. In 1965 publiceerde het tijdschrift Architecture één van de meest uitgebreide overzichten over zware prefab in de Belgische literatuur. Het themanummer omvatte korte, technische beschrijvingen van 12 systemen (Cauvet, Barets, Camus, Tracoba, Coignet, Bianchina, Estiot, Porte des Lilas, Fiorio, Costamagna, Pagnanini en Technove) en een aantal toepassingsvoorbeelden. Een van die voorbeelden die de technologie illustreerden was de Modelwijk in Brussel, opgetrokken met de systemen Barets en Cauvet. Deze twee Franse systemen zijn ook de enige die, voor zover bekend, zijn toegepast in Brussel in de naoorlogse periode. De reden waarom net voor die systemen is gekozen ligt vermoedelijk in de flexibiliteit ervan (vb. op vlak van afmetingen en samenstelling). Bovendien konden ze op de werf worden geprefabriceerd, aan de voet van de gebouwen die werden opgetrokken. Bij gebrek aan grote fabrieken voor zware prefab systemen in België speelde dit zeker mee.

barets

Het Barets systeem bestaat uit dragende gevelelementen, vloerplaten, (niet-)dragende dwarsmuren, trappen, schoorsteenkokers, en eventueel portieken. Die combinatie van portieken en dragende muren was ongewoon voor zware prefab systemen. Het systeem Barets was erg interessant omwille van zijn grote flexibiliteit: naast een grote keuzemogelijkheid wat betreft samenstelling, afwerking en afmetingen, konden ontwerpers ook het structureel concept van de gebouwen zelf bepalen (met of zonder portieken). De elementen werden geprefabriceerd vlakbij de werf, op tijdelijk ingerichte bouwterreinen. Na overleg met het moederbedrijf konden aannemers (die een goede reputatie hadden op gebied van grootschalige bouwprojecten) een licentie krijgen om het systeem toe te passen. Er kon daarbij ook beroep gedaan worden op de technische studiedienst van Barets. Bekistingsvormen werden ofwel door Barets ofwel door de aannemer zelf aangeleverd. Nadat de elementen waren gegoten, uitgehard en ontkist, werden ze op hun plaats gezet met een kraan. Om een monolithische constructie te verkrijgen, werden de voegen tussen de elementen opgevuld met ter plaatse gestort beton. De uitstekende wapeningsstaven en –lussen van de vloerelementen, muurelementen en portieken werden met elkaar verknoopt, eventueel met wapeningsstaven of voorspankabels ertussen.

De gevelpanelen waren meestal ongeveer 2,75 m hoog en 3,20 m breed; de exacte afmetingen werden bepaald door de plannen van de architect en de bekistingsvormen. Het prefabricatieproces startte met het voorbereiden van de bekisting, wat ook het aanbrengen van raam- en deurkaders inhield. De eerste laag die werd aangebracht op de bodem van de bekisting was een gipsplaat, die de binnenzijde van de gevelpanelen vormde. Daarop werd een laag geëxpandeerd polystyreen van 2,5 cm aangebracht. De volgende laag, die de belastingen opnam, bestond uit gewapend beton en opvulblokken in terracotta of lichtgewicht beton. De laatste laag, die het geveloppervlak vormde, werd uitgevoerd in beton en werd eventueel afgewerkt met een oppervlaktebehandeling om de textuur of de kleur aan te passen, in functie van het architecturaal ontwerp. De U-waarde van de buitenmuren bedroeg 2 tot 4 W/m²K, afhankelijk van de dikte van de isolatielaag. De portieken bestonden uit kolommen en balken in gewapend of voorgespannen beton en telden één tot vier overspanningen van elk 3 m. De uitstekende wapeningslussen konden worden verbonden met de wapeningsstaven van andere elementen, waarna de voegen werden opgevuld met ter plaatse gestort beton. De vloerelementen konden worden uitgevoerd in verschillende vormen: massieve, platte platen in gewapend beton; platte platen met inwendige holtes (voor nutsvoorzieningen); en ribbenvloeren (dunne platen met ribben aan de zijkant en in het midden). De dwarsmuren werden uitgevoerd in gewapend beton, eventueel in combinatie met invulblokken om het gewicht te beperken en de akoestische isolatie te verbeteren. Ze waren ofwel onbehandeld en glad gelaten, ofwel afgewerkt met een pleisterlaag. De dwarsmuren waren meestal 2,75 cm hoog (dezelfde hoogte als de gevelpanelen) en 10 cm dik. Indien nodig kon een laag geëxpandeerd polystyreen worden voorzien of konden leidingen in de muur worden ingegoten. De trappen en schoorsteenkokers werden geprefabriceerd op halve verdiepingshoogtes. Beiden werden gestort in gewapend beton, maar voor de schoorsteenkokers werd een bijkomende laag in lichtgewicht beton aangebracht aan de binnenzijde.

cauvet

Het systeem Cauvet, uitgevonden in 1946, werd gebruikt voor zowel hoogbouw als laagbouwwoningen. Het systeem was gebaseerd op gevelelementen in beton met verticale holtes of kanalen (30 tot 70 cm breed), die na plaatsing gedeeltelijk met beton werden opgevuld. Deze elementen werden ofwel in de fabriek ofwel op de werf vervaardigd, met speciale bekistingsmallen voor de holtes. Het systeem liet een grote variatie in de afmetingen van de elementen en de holle kanalen toe, zodat het kon worden aangepast aan de plannen van de architect. Het systeem Cauvet werd in België toegepast door de aannemingsbedrijven Structo en Strabed.

De gevelelementen werden in een stalen bekisting gegoten in opeenvolgende lagen van meestal 6 cm beton (aan de buitenzijde), 2 cm glasvezelisolatie of geëxpandeerd polystyreen, 2,5 cm gewapend beton, de holle kanalen en 4 cm beton (aan de binnenzijde). Om hier één monolithisch element van te maken werden wapeningsstaven dwars door de isolatielaag aangebracht om de binnenste en buitenste betonlaag met elkaar te verbinden (6 staven per vierkante meter). De binnenwanden werden op dezelfde manier geprefabriceerd, met twee lagen beton en een kern met brede holtes ertussen. De holle vloerelementen, eveneens op dezelfde manier geprefabriceerd, werden ondersteund door de muurelementen. Om de aansluiting van de gevel- en vloerelementen te verzekeren, was de binnenzijde van de gevelelementen bovenaan iets lager dan de buitenzijde. De uitstekende wapeningsstaven van de vloerplaten werden naar boven geplooid zodat ze in de verticale holtes van het volgende gevelelement pasten: wanneer die kanalen gedeeltelijk met beton werden gevuld, tot een hoogte van ongeveer 30 cm, werd een ter plaatse gegoten verbinding tussen vloeren en muren tot stand gebracht. De verticale voegen tussen twee elementen voor binnenwanden werden opgevuld met beton, terwijl de voegen tussen de gevelelementen werden opgevuld met een plastisch of bitumineus materiaal en mortelspecie.

toepassingen in Brussel

Het systeem van zware prefab dat het vaakst werd toegepast in Brussel was het systeem Barets. Omwille van de grote flexibiliteit, werd het niet alleen gebruikt voor hoogbouw maar ook voor meer courante laagbouwprojecten. Zo paste het Nationaal Instituut voor de Huisvesting (NIH) het systeem toe voor een sociaal huisvestingscomplex van 140 laagbouwwoningen in Sint-Lambrechts-Woluwe. Deze woningen maken deel uit van de woonwijk Les Pléiades (gestart rond 1961), naar een ontwerp van de architecten van Groupe Alpha. De dragende gevelpanelen, ter plaatse geprefabriceerd, bestonden uit opeenvolgende lagen van pleister, isolatie (rietplaten) en gewapend beton, met gewassen grind aan de oppervlakte bovenop een sokkel in zwart grind. De wijk omvatte daarnaast ook hoogbouw en traditioneel opgetrokken woningen. De vergelijking van de verschillende bouwsystemen belichtte enkele voordelen van het systeem Barets, zoals dunnere wanden, een lager materiaalgebruik, geen krimpscheuren in het beton, een snelle uitvoering, geen uitwendig skelet en minder warmteverlies.

La Magnanerie en de Modelwijk zijn wellicht de meest bekende toepassingsvoorbeelden van het systeem Barets in hoge appartementsgebouwen in Brussel. La Magnanerie in Vorst (1955-1958), dat de vorm heeft van een boemerang en 16 verdiepingen telt, werd ontworpen door architect Claude Laurens, die werd opgevolgd door architect Jacques Cuisinier. Halverwege het project wijzigde ook de bouwtechniek: bovenop de portieken op het maaiveld is de helft van het blok gebouwd met dragende dwarsmuren (niet van een bepaald systeem), terwijl de andere helft is gebouwd volgens het systeem Barets. Over de reden van de wijziging zijn geen details bekend.
De Modelwijk is het meest omvangrijke voorbeeld van het systeem Barets in Brussel. Weliswaar werden enkel de hoogbouwblokken van de eerste fase met het systeem Barets opgetrokken, daarna werd overgeschakeld op het systeem Cauvet. In zijn geheel beschouwd, is de Modelwijk een grootschalig sociaal huisvestingscomplex waar verschillende woningtypologieën gecombineerd werden, van rijwoningen tot hoogbouw. Het werd ontworpen door een eenmalig architectencollectief: Renaat Braem, Victor Coolens, Groupe l’Equerre, René Panis, Groupe Structures en Jean Van Doosselaere. De toepassing van het systeem Barets werd niet door de architecten gesuggereerd. In de eerste aanbestedingsronde had een aantal inschrijvers zware prefab voorgesteld omwille van de (beperkte) positieve impact op het budget. De architecten stemden hiermee in en pasten hun plannen aan. Aanvankelijk moest het project deel uitmaken van Expo 58 in Brussel maar het was pas voltooid in 1972.
De eerste vijf torens (I, II, III, V en VIII) zijn gebouwd door het bouwbedrijf Entreprises Générales des Travaux d’Anderlecht (EGTA) met het systeem Barets. Alle vloer- en muurelementen werden horizontaal geprefabriceerd in betonnen bekistingen. Voor de vloerplaten, met een overspanning van ongeveer 5,60 m en 15 cm dik, werden uitschuifbare, kanaalvormige, metalen buizen in de bekisting bevestigd om zo holle vloerelementen te creëren (zeven holtes van 8 cm diameter per meter). De wandplaten waren 14, 17 of 20 cm dik (afhankelijk van hun positie in het gebouw) en verdiepingshoog. Alle leidingen, bevestigingsmiddelen, en deur- en raamkaders werden in de bekisting geïntegreerd, vooraleer het beton werd gestort. Ook de trappen waren geprefabriceerd: de rechte trappen werden uitgevoerd als één element, volledig glad en perfect afgewerkt. Drie dagen nadat het beton was gestort, werden de elementen ontkist en met een kraan op hun plaats gebracht. Vervolgens werden ze verbonden met ter plaatse gestort beton en vormden ze zo een stabiele structuur in gewapend beton, die zowel verticale belastingen als de windbelasting opnam.
Halverwege het project werd een tweede aanbestedingsronde georganiseerd en werd een nieuwe aannemer (Strabed) aangesteld, die het systeem Cauvet toepaste voor gebouwen IV, VI en VII. In deze gebouwen hadden de vloerplaten een overspanning van 5,50 m. Ze bestonden uit 5 cm gewapend beton onderaan, een laag met de rechthoekige holtes van 11 cm dik en een toplaag van 3 cm gewapend beton. De muurplaten telden vijf opeenvolgende lagen: 4 tot 6 cm gewapend beton (al dan niet met een specifieke gevelafwerking), 3 cm glaswolisolatie (gecomprimeerd tot 2 cm door het gewicht van beton), een tussenlaag van gewapend beton van 3 tot 4 cm, een laag met holtes, en een laatste laag van 3 tot 4 cm gewapend beton aan de binnenkant. Behalve de isolatielaag en de holtes, was het algemene principe van de constructietechniek vergelijkbaar met het systeem Barets.