Een buis- of kokermast is een hoogspanningsmast waarvan het mastlichaam bestaat uit een gesloten, smalle metalen buis die meestal licht taps van vorm is en die op een zeer klein grondoppervlak kan staan.

Als het geen vakwerkmast is, dan is het wel een buismast. Deze twee constructiewijzen hebben samen 99% van de hoogspanningswereld in handen. Buismasten worden veel toegepast in kleine verbindingen omdat daar de voordelen van het montage- en schildergemak van een buismast goed kunnen concurreren met kleine vakwerkmasten. Maar we zien ze sinds de jaren 70 ook in middelzware en soms zelfs zware verbindingen verschijnen. Daar wordt het meestal om esthetische redenen gedaan: een buismast krijgt de eigenschap toegedicht dat hij minder opvalt in het landschap omdat zijn vorm moderner en natuurlijker oogt.

Buismasten van het Muguetontwerp (Michel)
Buismasten van het Muguet-ontwerp ('Lelietje-van-Dalen'), een grote familie sterk op elkaar gelijkende ontwerpen met licht gekromde traversen die over de hele wereld populair zijn. Het is niet helemaal duidelijk of ze voor het eerst in Frankrijk of in Colorado opdoken, maar de PGEM kon ze wel waarderen en heeft ze in de jaren 70 en 80 in diverse verbindingen gebruikt, zoals hier bij Zaltbommel. Foto door Michel van Giersbergen.

Holle koker

Een buismast is een ijlere verschijning dan een vakwerkmast. Meestal wordt gedacht dat hij dan ook minder ijzer nodig heeft dan een vakwerkmast, maar dat is een misverstand. De gewichten van buismasten zijn meestal vergelijkbaar of zelfs iets hoger dan die van vakwerkmasten van vergelijkbare omvang. Doordat ze kleiner en ranker lijken dan hun evenknieën met een vakwerkconstructie lijken ze alleen lichter, maar in de gesloten constructie en de relatief dikwandige buis gaat veel ijzer zitten. De holle koker zorgt voor een grote sterkte: een ronde buis knakt niet snel en heeft toch maar heel weinig grondoppervlak nodig om op te staan. Uiteraard stelt dat andere eisen aan het fundament dan een vakwerkmast met een broekstuk.

Wintracks bij Bleiswijk Bonkige buismasten in Friesland

Frietenlijn in Zeeland Mannesmannmastje in Noord Holland
Vier ontwerpen buismasten. Linksboven een wintrack van Tennet in een koppelnetverbinding. Dit is een zogeheten bipole, een buismast die uit twee afzonderlijke palen bestaat. Rechtsboven: een ouder ontwerp uit Friesland met een beetje bonkig voorkomen. Onder: niet altijd hoeven er armen aan te zitten, je kan een buismast ook toepassen als deltamast (de Frietenlijn in Zeeland) of als portaal (oude Mannesmannlijn in Noord Holland). Foto's door Hans Nienhuis (boven) en Michel van Giersbergen (onder). 

Bij kleine verbindingen zijn de voordelen van een buismast evident. Je takelt, giet of heit een fundatie, maakt er een ring bouten op vast en vervolgens takel je de hele mast in een paar prefab-delen gewoon van de vrachtwagen. Van tevoren geverfd. Vastschroeven, waterpas stellen, de traversen eraan zetten en je kan weer aan de koffie. Soms zitten er zelfs überhaupt geen traversen meer aan. Geïsoleerde armen waarbij de traversen en de isolators een gecombineerd onderdeel zijn verschenen lang geleden voor het eerst bij buismasten. Over het algemeen zijn buismasten daardoor bij kleine(re) verbindingen de voorkeurskeuze boven vakwerkmasten, vermits je de onderdelen makkelijk kan aanvoeren, een kraan kan opstellen op de bouwplek en de grond mogelijkheden biedt voor een compacte fundatie.

Kleine buismast met zijn fundament Driehoeksmast bij Losser
'Kleine' buismast en zijn fundament. Deze maat buismast is eenvoudig te funderen op een fatsoenlijk betonblok en de traversen kan je meteen combineren met de isolators. Op die manier ontstaat een zeer minimalistische mast die in gebruiksgemak bij montage en onderhoud zeer concurrerend is met een kleine vakwerkmast. Het ontwerp op de foto zag het levenslicht onder de naam IJsselmij-cactus. Foto's door Hans Nienhuis en Ot Lesley.

Bij steeds grotere buismasten passeer je op een gegeven moment een soort kantelpunt. Daarboven veranderen de voordelen van een buismast in nadelen.

De prefab onderdelen worden uiteindelijk heel groot (en heel zwaar), wat logistiek een flink geheister geeft op de openbare weg en in de takels. Ook worden de krachten op het fundament dusdanig groot dat er een enorm betonblok met heipalen nodig is om de mast rechtop te houden, net zoals men dat bij windmolens doet. De fabricage van hele grote buismasten neemt ook sterk toe in kosten en complexiteit zodat buismasten met een formaat boven dit schijnbare kantelpunt eigenlijk alleen worden toegepast vanwege de reden waar ze het bekendst van zijn: esthetiek en inpassing.

Zwaar fundament van een buismast van Amprion

Volslanke buismast van Amprion
'Grote' buismast en zijn fundament. Bij dit soort afmetingen worden de krachten en het krachtmoment op de mastvoet (vooral zijwaarts bij wind) zeer groot. Er zijn dan zware bouten, een zeer groot blok beton, een serie heipalen en en een wanddikte van meer dan vijf centimeter nodig. De mast weegt eenvoudig meer dan honderd ton. Foto's door Tom Börger, die er overigens niet op afgebeeld staat.

'Doe maar alsof ik er niet ben'

De reden waarom buismasten van middelgroot en groot formaat alsnog populair zijn in de westerse wereld is hun verschijningsvorm zelf. Een vakwerkconstructie wordt door de meeste mensen gezien als oud, industrieel of archaïsch. Aan dat imago doe je weinig. Hoewel het eigenlijk raar is, want een paard zien we ook niet als iets van vroeger als het dier in de wei staat. 

Toepassing van grotere buismasten wordt in rijke landen eigenlijk uitsluitend gedaan om visuele redenen. Dat levert een interessante gedachte op: waar de vakwerkmast kan zoeken naar een optimum tussen vorm en functie en het zich tot op zekere hoogte kan permitteren om maling te hebben aan wat men van hem denkt, zegt de buismast met zijn hele verschijning doe maar alsof ik er niet ben. Een vreemde houding voor een tientallen meters hoog object.

Boze Eagle-mast van Bystrup in Denemarken Verminkte insecten bij Groenlo

De meeste buismasten 'willen zich verstoppen' in het landschap, maar er zijn uitzonderingen. De Deense Eagle-masten (voor de kenners, jazeker, het is er weer eentje van Bystrup) staan als bizarre overmaatse smilies met puntige tanden menig Deens kind nachtmerries te bezorgen… For helvede, det er ikke smuk! Rechts: Pylône Muguet is subtiel en sierlijk, maar als je een Muguetontwerp slechts half benut ontstaat de indruk van een verminkt insect. Foto's door Ole Nielsen en Hans Nienhuis.  

We moeten natuurlijk wel modern lijken

Vrijwel iedere grote Europese netbeheerder (behalve Elia, dat als een klein Gallisch dorpje stand houdt) heeft een of andere vorm van een grote buismast geïntroduceerd in de laatste jaren, telkens om het publiek te paaien. RTE kwam met Equilibrium, 50Hertz met een overmaatse hamerkop met de pittoreske naam Kompaktmast, National Grid kwam met de T-pylon, Energinet met de Eagle, Tennet met de wintrack en Amprion met een lijvige variant op het muguetmodel. Ontwerpers zoals van het Deense Bystrup zijn daar handig op ingesprongen en stoken het vuurtje wat extra op met moeilijk te controleren argumenten over snellere plaatsing of de noodzaak aan meer verbindingen vanwege de energietransitie. Maar nog altijd zijn buismasten in zware koppelnetverbindingen een kleine niche bevolkt door hoofdzakelijk esthetische paradepaardjes. 

De wintrack van Tennet heeft een zeer smalle magneetveldcontour. Dat is handig in een dichtbevolkt gebied zoals het westen van Nederland. Op het platteland speelt magneetveldbreedte nauwelijks een rol, maar desondanks voerde Tennet de interconnectie Doetinchem – Wesel 380 (naar Duitsland) uitsluitend met wintracks uit. Op het hoofdkwartier van Amprion verslikten ze zich toen in hun kaffe. Amprion is een stille, introverte netbeheerder die liever inzet op bewezen degelijkheid dan op een esthetisch avontuurtje. Achter de papyruswitte kokers van Tennet gaat stiekem schuil dat ze aanzienlijk duurder zijn dan een vakwerkmast en dat bij deze masten nog niet bekend is hoe ze zich zullen houden na enkele decennia ijzel en storm. Dat soort dingen doet ze Amprion kritisch de wenkbrauwen optrekken.

Klimvoorzieningen op de buismast

Het valt niet mee om in een buismast te klimmen. Grote exemplaren die niet zomaar met een ladder of hoogwerkertje onderhouden kunnen worden, moeten dan ook worden voorzien van allerlei stapjes, balkonnetjes en zekeringsrails om hem beklimbaar te maken voor onderhoud en inspectie. Foto door Tom Börger.

Toch ging Amprion mee in het toepassen van een buismast, hoofdzakelijk omdat ze bang waren het verwijt te krijgen dat ze technisch achter zouden lopen bij Tennet. Naar verluidt met ietwat kromme tenen heeft Amprion ook maar een buismast ontworpen op basis van het Muguetmodel en daarmee de laatste 21 masten tot de grensovergang gebouwd zodat die overgang wat minder opvalt. Om de daardoor ontstane overgang binnen hun eigen concessie ook te verzachten zijn de laatste drie aansluitende vakwerkmasten niet grijs, maar hagelwit geschilderd. Dus.

Hou 'm recht

Een andere eigenschap van buismasten is dat ze flexibeler zijn dan vakwerkmasten. Deze keer letterlijk, want een buismast kan aardig uitbuigen als er kracht op komt. Hoekmasten trekken dan een beetje krom (of soms een beetje heel krom), maar ook bij de steunmasten kan het buigen een factor van belang zijn als het hard waait. De mast is meestal rond van vorm en krijgt dan in meer of mindere mate last van een verschijnsel dat vortex shedding heet: hij gaat schudden in de wind. Nu voorkomen de draden bij hoogspanningslijnen dat er een staat van resonantie ontstaat, maar het kan de constructie en vooral het fundament wel belasten en in het ergste geval haarscheurtjes veroorzaken. Gelukkig is dat erg zeldzaam.

Kromme hoekmastpositie van 1e generatie wintracks (Michel) Kromgetrokken hoekmast in Friesland

De eerste generatie wintracks van Tennet had hoekmasten met een gewaagd dunne wanddikte, waardoor de hele mast krom trekt. Gegniffel alom bij de pylon geeks en rode konen in Arnhem, maar van deze 'kromtreks' heeft Tennet wel geleerd voor de tweede en derde generatie. Rechts: als de buismast ook maar een klein beetje uitbuigt trekt het direct ongemakkelijk de aandacht. Wat dat betreft zijn buismasten onvergeeflijk richting ontwerpers en bouwers. Foto's door Michel van Giersbergen.

Recht houden kan ook voor de gehele mastpositie gelden. Scheefzakken van de mast valt bij buismasten sneller op dan bij vakwerkmasten. De buizen moeten allemaal kaarsrecht staan als je ze achter elkaar ziet, want als er eentje ook maar een miniem beetje scheef trekt valt hij direct uit de toon en verstoort daarmee het hele mastvak.

Voor constructeurs en ingenieurs zijn buismasten moeilijker. Ze zijn niet vergevingsgezind en ze straffen elk klein verstorinkje genadeloos af. Ze kunnen beter iets teveel dan iets te weinig kokerdikte of fundatie hebben, het fundament mag niets meegeven terwijl de momentkrachten bij zijwind enorm kunnen zijn en de mast moet monteerbaar en vervoerbaar zijn zonder dat deze te duur of onpraktisch wordt.

De markt voor buismasten is bij kleine types sterk concurrerend met vakwerkmasten. Voor grote ontwerpen levert het een meerprijs op zodat de doorslaggevende argumentatie dan vrijwel altijd landschappelijke inpassing is. In deze argumentatie lijkt de komende tijd op koppelnetniveau (220 kV en hoger) niet zoveel te gaan veranderen, ondanks trotse afbeeldingen van Deense ontwerpers en promotieplaatjes van netbeheerders. In Duitsland worden bijna alle nieuwe zware verbindingen nog altijd met vakwerkmasten gebouwd, Tennet heeft na tien jaar wintrackhegemonie toch weer voor een vakwerkmast gekozen voor het nieuwe project Zuidwest-380 Oost, en Elia heeft zich als enige westeuropese netbeheerder überhaupt geen buismast aangemeten zodat zij de hype en de storm lijken uit te zitten. De discussie over landschappelijke inpassing is er eentje die permanent verbonden is met het lot en de toepassing van buismasten. Altijd een interessant spanningsveld.