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. Want 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 steeds meer in middelzware en soms zelfs zware verbindingen verschijnen. Daar wordt het vaak 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 vergelijkbaar of zelfs iets groter dan die van vakwerkmasten van vergelijkbare omvang. Feit is dat ze simpelweg kleiner en ranker lijken dan hun evenknieën met een vakwerkconstructie. 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. 

Wintracks bij Bleiswijk Bonkige buismasten in Friesland

Frietenlijn in Zeeland Mannesmannmastje in Noord Holland
Vier ontwerpen buismasten. Linksboven de wintrack, de huidige standaard van Tennet in nieuwe koppelnetverbindingen. Dit is een zogeheten bipole, een buismast die uit twee 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(re) verbindingen zijn de voordelen van een buismast evident. Je zet een zwaartekrachtsfundament neer of slaat een flinke heipaal de grond in, maakt er een ring bouten op vast en vervolgens takel je de hele mast in enkele prefab-delen gewoon van de vrachtwagen. Vastschroeven, even waterpas stellen, de traversen eraan en je kan weer aan de koffie. Soms zitten er zelfs überhaupt geen traversen meer aan. Geïsoleerde armen, waarbij de traversen en de isolators één gecombineerd onderdeel zijn, verschenen lang geleden het eerst bij buismasten.

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 uiterst minimalistische mast die in gebruiksgemak bij montage en onderhoud concurrerend is met een kleine vakwerkmast. Foto's door Hans Nienhuis en Ot Lesley.

Bij grotere buismasten passeer je een soort kantelpunt. Daarna veranderen deze voordelen steeds meer in nadelen. De prefab onderdelen worden dan wel heel erg groot (en zwaar), wat logistiek een heel geheister geeft op de weg en in de hijskraan. Ook worden de krachten op het fundament dusdanig groot dat er een beest van een betonblok (compleet met heipalen die men koppensnelt) nodig is om de mast rechtop te houden. De fabricage van hele grote buismasten neemt ook sterk toe in kosten en complexiteit, zodat buismasten van een formaat boven dit schijnbare kantelpunt eigenlijk alleen worden toegepast om 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 enorm zware bouten, een zeer groot blok beton, een serie heipalen en en een wanddikte van meer dan vijf centimeter nodig. De mast weegt eenvoudig 100 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 dan toch relatief 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 hij in de wei staat. In elk geval, toepassing van de grotere maten buismasten wordt in deze streken eigenlijk uitsluitend gedaan om visuele redenen. Dat levert een interessante gedachte op: waar de vakwerkmast kan zoeken naar een optimum tussen vorm en functie, zegt de buismast in feite met zijn hele verschijning doe maar alsof ik er niet ben. Een beetje vreemde gedachte 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 daar zijn uitzonderingen op. De Deense Eagle-mast (voor de kenners, jazeker, het is er weer eentje van ontwerpbureau Bystrup) is nogal een persoonlijkheid. Als een bizarre overmaatse smilie met puntige tanden straalt hij zoveel agressiviteit uit dat menig halloweenpompoen er nog wat van kan leren – en menig Deens kind er nachtmerries van krijgt… Forundere, det er ikke rart! 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 wel modern lijken, natuurlijk

Esthetiek, daar kan je erg ver in gaan als netbeheerder. Vrijwel iedere grote Europese netbeheerder heeft een of andere vorm van een grote buismast geïntroduceerd in de laatste jaren. RTE kwam met Equilibrium, 50Hertz met een overmaatse hamerkop, Nationalgrid met de T-pylon, Energinet met de Eagle, Tennet met de wintrack en Amprion met een zware variant op het muguetmodel. Ontwerpers zoals het Deense Bystrup zijn daar handig op ingesprongen en stoken het vuurtje graag wat extra op met moeilijk te controleren argumenten over snellere plaatsing of de noodzaak aan meer verbindingen vanwege de energietransitie. Maar in de meeste concessies zijn buismasten in zware koppelnetverbindingen een kleine niche. Tennet en Energinet zijn de enige twee netbeheerders die zo ver zijn gegaan dat een buismast hun nieuwe standaard werd, zodat ze eigenlijk niet anders meer bouwen.

De wintrack van Tennet heeft een zeer smalle magneetveldcontour. Da's handig in een dichtbevolkt gebied zoals het westen van Nederland. Maar op het platteland speelt magneetveldbreedte nauwelijks een rol. Desondanks werden door Tennet voor de interconnectie Doetinchem – Wesel 380 (naar Duitsland) uitsluitend wintracks beraamd. 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 die 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 Amprion 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 gedaan 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, omdat ze bang waren dat ze anders het verwijt zouden krijgen technisch achter te 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 knalwit geschilderd. Dus.

Hou 'm recht

Een interessant technisch feit van buismasten is dat ze flexibeler zijn dan vakwerkmasten. Deze keer in de letterlijke zin van het woord, want een buismast kan aardig uitbuigen als er kracht op komt. Hoekmasten trekken dan een beetje krom (of soms een beetje veel 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 meestal dat er een staat van resonantie ontstaat, maar het kan de constructie en vooral het fundament wel belasten en in het ergste geval haarscheurtjes of geknapte bouten 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 net iets de dunne wanddikte, waardoor de hele mast krom trekt. Gegniffel alom bij de pylon geeks, maar van deze 'kromtreks' is wel geleerd voor de tweede 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. Het scheef zakken 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 dan ook 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.

De markt voor buismasten is bij kleine types concurrerend met vakwerkmasten. Maar voor grote ontwerpen levert het een meerprijs op zodat de doorslaggevende argumentatie dan vrijwel altijd landschappelijke inpassing is. In deze argumentatie lijkt de komende decennia op koppelnetniveau niet zoveel te gaan veranderen, ondanks trotse afbeeldingen van Deense ontwerpers en promotieplaatjes van netbeheerders. In Duitsland worden bijna alle nieuwe, zware verbindingen met vakwerkmasten gebouwd. Maar de discussie over landschappelijke inpassing is er eentje die permanent verbonden is met het lot en de toepassing van buismasten. Altijd weer een interessant spanningsveld, zo zou je het ook kunnen zeggen.