artikel

Building zero-impact – Streven naar een verantwoorde bouwomgeving

Techniek Premium

Is het met de technieken van nu mogelijk te bouwen zonder negatieve effecten op het milieu? Zonder uitstoot van broeikasgassen, vervuiling van oppervlaktewater, ontbossing en zonder onze eindige bronnen verder uit te putten? Met andere woorden: is het mogelijk om met zero-impact te bouwen? Honderd procent verantwoord bouwen is nu nog toekomstmuziek, maar de ontwikkelingen gaan snel.

Tekst Annebeth Muntinga

Duurzaam bouwen ontwikkelt zich razendsnel. Energieneutrale woningen, gebouwen en zelfs hele gebieden poppen in het land op. Bouwen in leem is niet meer alleen voor veganisten en in ieder kantoor staan minimaal vier verschillende afvalbakken. Circulair is het nieuwe IFD (Industrieel, Flexibel en Demontabel).

Toch blijkt het in de praktijk lastig om een gebouw te ontwerpen dat het op alle gebieden van duurzaamheid goed doet. Certificeringssystemen als BREEAM en LEED proberen hierin te begeleiden, maar ook hier zit een groot gat tussen bijvoorbeeld de scores op energie en materiaal. Duurzame gebouwen zijn namelijk vaak maar op één onderdeel echt duurzaam – en op de rest niet meer dan middelmatig. Het bekendste voorbeeld? Zonnepanelen! Goed voor de opwekking van hernieuwbare energie, maar met een hoge milieubelasting door de verwerking van zware metalen.

Premium-Building Zero-Impact

Door parametrisch ontwerpen is veertig procent gewicht bespaard op de staalconstructie van het NMM in Soesterberg door Felix Claus Dick van Wageningen Architecten.

Definities

Duurzaamheid is inmiddels een containerbegrip. Naast meetbare aspecten als CO2-uitstoot en waterverbruik omvat het ook begrippen als toekomstbestendigheid en sociale duurzaamheid. Duurzaam bouwen heeft zowel mens- als milieuaspecten. Wanneer het over zero-impact gaat, worden de milieueffecten van een gebouw bedoeld. De menselijke kant van duurzaam bouwen wordt daarbij als randvoorwaarde genomen: een gebouw wordt gebouwd om een functie te vervullen. Als het dat niet kan – doordat het oncomfortabel of onveilig is – kan het zijn functie niet vervullen en is daarmee per definitie onduurzaam.

Premium: Building Zero Impact knaw-in-wageningen-foto-christian-richters

Bij onderzoeksinstituut NIOO KNAW in Wageningen door het voormalige Claus en Kaan Architecten ligt een helofytenfilter voor waterzuivering

De definitie van energieneutraal is helder: het gebouw wekt zelf net zoveel energie op als het gebruikt. De definitie van milieuneutraal is nog niet zo strak. Een gebouw is milieuneutraal als het geen negatieve effecten heeft op zijn directe of indirecte omgeving. Het is in staat zelf te voorzien in zijn energiebehoefte, representeert de natuurlijke hydrologische processen, biedt habitat en gebruikt weliswaar natuurlijke bronnen, maar verbruikt ze niet. Materialen zijn hergebruikt uit andere projecten – en waar mogelijk aangevuld met biobased materialen.

Milieuneutraal bouwen vereist duurzaam gebruik van alle natuurlijke bronnen, zoals energie, water en materialen.

Zero-impact ontwerpen

Conform de filosofie van circulair bouwen worden materialen te allen tijde in een bruikbare toestand gehouden, in de technische of de biologische cyclus. Daarnaast moeten zo min mogelijk nieuwe, ruwe grondstoffen gewonnen worden. Om tot een zero-impact ontwerp te komen dienen een aantal stappen doorlopen te worden:

  • verminder de vraag naar bronnen als energie, materiaal en water,
  • maak zo veel mogelijk gebruik van hergebruikte bronnen,
  • maak gebruik van hernieuwbare of recyclebare bronnen,
  • verduurzaam bestaande materialen en processen waar mogelijk.

Hierbij geldt als randvoorwaarde dat alle materialen zo verwerkt moeten worden dat ze eveneens toekomstig hergebruik faciliteren.

Verminder

Vermindering van de milieu-impact begint bij een efficiënt ontwerp. Compact bouwen, intelligente situering van ruimten en een goede thermische schil vormen de basis van een duurzaam ontwerp. Zo vereist een gebouw met een patio circa tien procent meer materiaal door het extra geveloppervlak dan een gebouw zonder. Door geavanceerd te rekenen, is een verdere materiaalbesparing mogelijk. Zo is door parametrisch ontwerpen veertig procent gewicht in staal bespaard in de staalconstructie van Nationaal Militair Museum (NMM) in Soesterberg.

Sinds de jaren zestig is het gemiddelde waterverbruik per dag door huishoudens al met meer dan dertig procent afgenomen door maatregelen als waterbesparende toiletten en douchekoppen. Met een composttoilet kun je het watergebruik voor toiletten tot nul terugbrengen, maar het vergt wel enige discipline: het scheppen van houtsnippers na ieder bezoek. Een foam-flush toilet daarentegen heeft de uitvoering van een conventioneel toilet, maar gebruikt slechts 180 milliliter water per spoelbeurt. Door te spoelen met biologisch afbreekbaar schuim is het mogelijk het afvalwater af te voeren naar een compostbak, waarna het kan worden hergebruikt voor bemesting.

5-IJsbuffer-Verrohrung_Eis_01

Woonzorgcomplex Kloostertuin in Nijmegen wordt gekoeld en verwarmd door een ondergrondse ijsbuffer van zevenhonderd kubieke meter

Hergebruik

Het hergebruiken van materialen op elementenniveau kost minder energie dan volledige recycling. Prefab betonnen elementen kunnen – zeker als ze niet aan buitencondities zijn blootgesteld – goed hergebruikt worden. Hergebruikte kanaalplaatvloeren hebben bijvoorbeeld slechts een vijfde van de milieubelasting van nieuw gefabriceerde kanaalplaatvloeren. Andere elementen die goed hergebruikt kunnen worden, zijn deuren, kozijnen en systeemwanden. Er zijn inmiddels meerdere bedrijven op de markt die bemiddelen in de zoektocht naar hergebruikte materialen.

Ook voor de energiebehoefte is het gebruik van reststromen interessant. Warmteterugwinning uit ventilatielucht en douchewater zijn inmiddels standaard, maar ook het gebruik van industriële restwarmte kan interessant zijn. Er zijn verschillende technieken beschikbaar om het overschot aan energie gedurende een periode op te slaan, bijvoorbeeld in een WKO-installatie, een accu of een ijsbuffer.

Regenwater wordt al vaak hergebruikt om toiletten te spoelen of voor irrigatie. Het is echter tevens heel geschikt voor het gebruik in (af)wasmachines en in veel industriële processen, omdat het geen kalk bevat.

Hernieuwbaar

Onderdelen die niet in te vullen zijn met hergebruikte bronnen, kunnen zo veel mogelijk in met hernieuwbare of recyclebare bronnen ingezet worden. Voorbeelden van hernieuwbare materialen zijn hout en bamboe, maar ook bioplastics beginnen hun weg te vinden naar de bouw. Voor isolatie zijn al meerdere biobased opties beschikbaar, zoals vlaswol, hennepvezelisolatie en kurk. De meeste metalen zijn eveneens honderd procent recyclebaar.

Vrijwel al het water dat niet gebruikt is voor het spoelen van toiletten, kan in het gebouw opnieuw worden gebruikt. Een helofytenfilter is een natuurlijke manier om het water te zuiveren, zodat het opnieuw in het gebouw gebruikt kan worden. Er zijn ook processen beschikbaar om vervuild water zodanig te reinigen dat het geschikt is als drinkwater. De huidige regelgeving is echter zo ingesteld dat alleen het drinkwaterbedrijf drinkwater mag leveren.

Een veelbelovende ontwikkeling is het kweken van algen voor energieproductie. De eerste referentieprojecten zijn inmiddels gerealiseerd. Algen kunnen als biomassa een deel van de energievraag invullen. Het gefilterde water dat door de zon is opgewarmd, kan voorzien in de verwarming van het gebouw.

Hervorm

Nog niet alle gebouwdelen zijn in te vullen met hergebruikte, biobased of honderd procent gerecyclede materialen. Voor veel producten is echter wel een verduurzaamde variant te verkrijgen. Een voorbeeld is glas dat een percentage gerecycled glas bevat, of beton met hoogovencement in plaats van portlandcement.

Voor de opwekking van elektriciteit is de toepassing van standaard monokristallijn siliciumpanelen niet de meest optimale keus. De zonnepanelen hebben namelijk een hoge milieubelasting door de verwerking van zware metalen. Er zijn ontwikkelingen in de productie van biobased zonnepanelen, maar deze zijn vooralsnog niet verkrijgbaar in de markt. De tweede keus is dan het gebruik van zonnepanelen met een hoge recyclebaarheid. Leveranciers als FirstSolar recyclen tot negentig procent van de materialen in zonnepanelen.

Omdat PV-panelen een hoge milieubelasting hebben, wordt voor zero-impact bouwen ook naar andere opties gekeken, zoals de toepassing van kleine windmolens. Deze kunnen worden geproduceerd van gerecyclede materialen, wat de lagere efficiëntie kan compenseren. Er zijn echter weinig locaties in Nederland waar de molens daadwerkelijk meer energie kunnen opleveren dan ze hebben gekost om te produceren. Om een stap te maken richting zero-impact te bouwen zou er daarom beter gekozen kunnen worden voor een collectieve windturbine, uiteraard gemaakt van gerecycled beton en staal. Vooralsnog zijn deze nog niet op de markt.

Gebouwinstallaties

Om zero-impact te bouwen, moet het gebouw energieneutraal zijn in de gebruiksfase. Het stelt hoge eisen aan de energetische prestaties van installaties. Dit vormt een spanningsveld met materiaalgebruik. Warmtepompen, luchtbehandelingskasten en koelmachines bevatten veel waardevolle grondstoffen. Toch is er weinig te vinden over recycling van deze installaties, laat staan over de herkomst van materialen in deze installaties.

Waar voor de meeste bouwkundige en constructieve gebouwdelen wel een duurzame optie in termen van materiaalgebruik is te vinden, is dit voor installaties nog niet het geval. Innovaties in de installatietechniek richten zich primair op energiebesparing, niet op duurzaam materiaalgebruik. Zo is op websites van leveranciers veel te vinden over energie-efficiëntie, maar niet of nauwelijks over toegepaste materialen of recyclebaarheid. Hier zijn echter ontwikkelingen gaande om ook de installatietechniek meer circulair te maken. Veel leveranciers bieden bijvoorbeeld de mogelijkheid om hun installaties te leasen in plaats van te kopen. Dit is de eerste stap naar verantwoorde inname en recycling.

Blik naar de toekomst

Er zijn heel veel technieken en materialen op de markt die zero-impact bouwen dichterbij brengen. Vooralsnog is het echter niet mogelijk honderd procent zero-impact te bouwen. Het grootste knelpunt zit in de installaties die noodzakelijk zijn voor comfort en energie. Dit zijn echter ook elementen die zich uitstekend lenen voor recycling. Wanneer warmtepompen, luchtbehandelingskasten en PV-panelen uit gerecycled metaal en biobased plastic bestaan, zou de volgende stap gezet kunnen worden in het verduurzamen van onze gebouwen en echt zero-impact bouwen. Dan wordt waterneutraal, energieneutraal en bovenal milieuneutraal gebouwd.

En wat na oplevering?

Zero-impact bouwen stopt niet na oplevering. Een gedegen monitoring van de prestaties van de verschillende gebouwdelen faciliteert toekomstig hergebruik. Ontwikkelingen als BIM in de exploitatiefase dragen hieraan bij. Aan het einde van de gebruiksfase zijn materialen dan terug te winnen en opnieuw in te zetten. Om de cyclus te sluiten, is een verantwoorde sloop, inname en recycling essentieel.

Reageer op dit artikel