Ontwerp voor hergebruik en recyclage

Kamp C 't Centrum droge verbinding

Een gebouw bestaat uit materialen en producten die samengevoegd worden tot één geheel. De manier waarop dat gebeurt is sterk bepalend voor de levensloop van de gebruikte materialen en onderdelen en hun potentieel tot hergebruik en recyclage of recycling. Zo leidt de plaatsing of inwerking van  elektriciteits- kabels in muren of achter afwerkingen tot een zekere afvalproductie wanneer ze vervangen of verwijderd moeten worden. Of zorgt de keuze voor gespoten isolatie tegen een betonstructuur ervoor dat het beton bij toekomstige afbraak niet gerecycleerd kan worden. Wanneer men de afvalproductie van een gebouw wil beperken gedurende zijn volledige levenscyclus, en niet alleen tijdens de bouwfase (zie ook punt rond afvalbeheer en onderhoud), moet men bij het maken van ontwerpkeuzes rekening houden met zowel de gebruiksfase (onderhoud, vervangingen, herstellingen, renovaties) als de eindelevensfase (demontagemogelijkheid, herbruikbaarheid, recycleerbaarheid).

 

Betekenis en belang

Tijdens de gebruiksfase:

Als men de afvalproductie tijdens de gebruiksfase van het gebouw wil beperken dan is het essentieel om er bij het ontwerp van het gebouw de elementen met een langere verwachte levensduur (bv. structurele elementen) zo goed mogelijk gescheiden te houden van elementen waarvan de verwachte levensduur korter is (bv. scheidingselementen). Een gebouw bestaat uit meerdere functionele lagen die op hun beurt bestaan uit elementen met een verschillende technische, functionele en economische levensduur. Dit noemen we ‘de lagen van Brand’. We overlopen ze hieronder in volgorde van levensduur, te beginnen met de kortste levensduur:

  • Het meubilair: de meubels, de inrichting en de uitrustingen zijn de objecten met de kortste levensduur binnen het gebouw;
  • De ruimtelijke indeling: de scheidingselementen en de soepele bekledingen (vloer-, plafond- en andere afwerkingen) hebben eveneens een redelijk korte levensduur;
  • De technische systemen: deze laag omvat alle componenten (productie, verdeling, afgifte, opslag) voor ventilatie, verwarming, elektriciteit en sanitair;
  • De gebouwschil: deze laag is opgebouwd uit gevelelementen en buitenoppervlakken. Om het gebouw bij een aanpassing qua indeling of functiewijziging te kunnen aanpassen, is het onder andere wenselijk dat de gevel onafhankelijk is van de structuur
  • De structuur is de dragende laag van het gebouw. Ze omvat de dragende structuurelementen en de funderingen. De structuur is de laag die potentieel de langste levensduur heeft. Het is ook de laag met de minste aanpassingsmogelijkheden ze bevat traditioneel de grootste massa aan materiaal.
  • Het terrein: dit stemt overeen met de geografische locatie van het bouwwerk (eeuwig).

De technische levensduur van deze functionele lagen kan sterk verschillen, gaande van enkele maanden tot een tiental jaren. Het is dus essentieel om er bij het ontwerp van het gebouw de elementen met een redelijk lange verwachte levensduur goed gescheiden te houden van elementen waarvan de verwachte levensduur korter is. Maak dus de kortlevende componenten makkelijk toegankelijk voor onderhoud en/of een eventuele vervanging, zo worden de andere functionele lagen bij ingrepen aan het gebouw niet beschadigd en blijft de afvalproductie beperkt.

Daarnaast is het ook belangrijk om de ontmanteling van de elementen met een korte levensduur zowel technisch als praktisch beter haalbaar te maken. Die haalbaarheid wordt beïnvloed door de hiërarchie en relaties tussen de onderdelen, de technische levensduur, het gebruik van basiselementen en het aantal noodzakelijke handelingen voor de demontage.

VK Engineering - technieken onafhankelijk van structuur
't Centrum - gevel onafhankelijk van structuur

Bij het Vandemoortele Food Experience Center werden de technieken volledig onafhankelijk van de structuur voorzien. Gestandaardiseerde openingen in de balken zorgen voor een maximale toekomstige aanpasbaarheid en uitbreidbaarheid.

Bij 't Centrum is de structuur in CLT volledig onafhankelijk van de gevel en de technieken ontworpen. De gevelonderdelen kunnen bovendien per verdiepingslaag gedemonteerd en weggenomen of vervangen worden.

Bij einde leven:

Bij het ontwerp van het gebouw kunnen we al anticiperen op de eindelevensduur door ervoor te zorgen dat de bouwmaterialen en -elementen hergebruikt of gerecycleerd kunnen worden. Om bouwmaterialen en producten opnieuw in kringlopen te kunnen brengen, is het essentieel dat we ze intact en op een economisch haalbare manier uit het gebouw kunnen halen. Ontwerpen met de toekomstige recupereerbaarheid in het achterhoofd noemt men “Design for deconstruction”.

De mogelijkheid tot ontmanteling van componenten en verbindingen met het oog op hergebruik of recyclage is afhankelijk van verschillende factoren:

  • De toegankelijkheid: de elementen en hun bevestigingen moeten gemakkelijk bereikbaar zijn;
  • De verbindingstechnieken: verbindingen zonder bevestigingsmiddelen of met omkeerbare bevestigingen genieten de voorkeur. Verder moet men het aantal verschillende bevestigingstypes tot een minimum beperken;
  • De risico’s: de elementen moeten zodanig geselecteerd worden dat de behandelingsrisico’s bij de montage en demontage zo klein mogelijk zijn en dat men eenvoudige en courante werktuigen kan gebruiken;
  • De tijd: de voorkeur gaat uit naar constructies met zo weinig mogelijk componenten, bevestigingen en bevestigingstypes om zo de ontmantelingstijd te beperken. Daarnaast moeten ze zodanig ontworpen zijn dat er op verschillende plaatsen tegelijkertijd ontmanteld kan worden;
  • Informatie: men moet alle gegevens ter beschikking te stellen die nodig zijn om de elementen correct te kunnen ontmantelen. Meer bepaald moet men de materialen, de componenten en hun assemblagewijze documenteren en eventueel een ontmantelingsgids voorzien;
  • Standaardisatie van vorm en afmetingen: geprefabriceerde modulaire componenten die gemakkelijk te manipuleren zijn verdienen de voorkeur. Daarnaast moet men het aantal verschillende componenten in eenzelfde constructie beperken.

logo tool circulair gebouwd

Hoe werd dit opgenomen in de tool Circulair Gebouwd?

In GRO wordt ontwerp voor hergebruik en recyclage nagegaan a.d.h.v. een vragenlijst. De vragen in deze lijst zijn echter niet (of weinig) componentspecifiek. Wanneer bv. nagevraagd wordt of verbindingen met standaard gereedschap gemonteerd en gedemonteerd kunnen worden, wordt dit niet uitgediept per type gebouwonderdeel. Het is dus goed mogelijk dat dit voor de verbindingen van de binnenwanden met de structuur kan, maar voor de verbinding van de gevel met de structuur niet. De TOE1 checklist van GRO laat een dergelijke detailleringsgraad niet toe.

Daarom werd in de tool “circulair gebouwd” een “calculator” uitgewerkt. Daarmee kan je per gebouwonderdeel in kaart brengen in welke mate een gebouw ontworpen is voor hergebruik en recyclage. De eigenschappen die de calculator voor de zeven belangrijkste gebouwonderdelen (vloer, binnenwand, gevel, dak, fundering, structuur en plafond) beoordeelt, zijn:

  • Vermeden materiaalimpact
  • Functionele onafhankelijkheid
  • Technische losmaakbaarheid
  • Fysische kenmerken
  • Recycleerbaarheid

De calculator is grotendeels gebaseerd op het werk van Elma Durmisevic rond “reversible building design”, de R-strategieën, Level(s) checklist van indicator 2.4 Design for deconstruction en de criteria in DGNB TEC1.6 Ease of recovery and recycling.

Een radardiagram geeft de resultaten per gebouwonderdeel visueel weer.

dashboard radardiagram voorbeeld
meten

Hoe kan je dit meten?

In de tool Circulair Gebouwd wordt dit op een laagdrempelige manier “gemeten” door een aantal criteria te verifiëren en per criterium een score toe te wijzen. Er bestaan echter nog andere manieren om te meten in welke mate bouwonderdelen ontworpen werden voor hergebruik en recyclage en sommige daarvan zijn zeer precies.

  • De meest gedetailleerde bepaling gebeurt met de Reuse Potential Tool die ontwikkeld werd door Elma Durmisevic. Deze laat toe om het hergebruikpotentieel voor een volledig gebouw op een zeer gedetailleerde manier uit te drukken in een score. De theorie achter de methode staat beschreven in het rapport Reversibele Building Design van Elma Durmisevic. Momenteel hangt aan deze methode nog een zeer intensieve berekeningsfase vast, maar in de toekomst zou dat op basis van BIM-informatie op een geautomatiseerde manier kunnen gebeuren. Reversible Building Design – Elma Durmisevic – BAMB 2018
  • De theorie van Durmisevic werd ook gebruikt als basis voor de meetmethode van de losmaakbaarheidsindex, zij het op een laagdrempelige en vereenvoudigde manier. Met deze methode kan je via een losmaakbaarheidsscore uitdrukken in welke mate een bouwknoop werd ontworpen voor hergebruik en recyclage. Deze methode wordt geïntegreerd in de Breeam.nl Rapport Meetmethodiek Losmaakbaarheidsindex v2.0 – Alba concepts, DGBC (Dutch Green Building Council) en Losmaakbaarheidsindextool – Alba concepts, DGBC
  • In het building certification scheme van de DGNB (de Duitse afkorting voor de German Sustainable Building Council), is er een indicator TEC 1.6 die nagaat in hoeverre de verschillende functionele lagen van het gebouw ontworpen werden voor recuperatie en recyclage. TEC1.6 Ease of recovery and recycling
  • De Checklist "Omkeerbaar Ontwerpen" van Leefmilieu Brussel focust uitsluitend op de omkeerbaarheid van gebouwen en behandelt twee aspecten van omkeerbaarheid: ruimtelijke omkeerbaarheid en technische omkeerbaarheid. De checklist kan gebruikt worden om een kwantitatieve evaluatie te doen van de ontwerprincipes die gericht zijn op de ontmanteling en het hergebruik van elementen, onderdelen en materialen.

Voorbeelden uit de praktijk

De binnenkant van het voorbeeldproject - Living Lab van KULeuven
Living Lab Emergis de ingang

Welke tools kunnen hierbij helpen?

  • Calculator “Ontwerp voor hergebruik en recyclage” die onderdeel uitmaakt van de tool “Circulair Gebouwd” (ga naar mijn projecten)
  • De End of life calculator werd, binnen het CBCI project, in co-creatie met opdrachtgevers en partijen uit de bouw ontwikkeld. Deze tool helpt om vroegtijdig in een project een inschatting te maken van de economische toegevoegde waarde van remontabel bouwen. Zo laat het opdrachtgevers toe de waarde concreet te maken van "het vergemakkelijken van demontage aan het einde van de levensduur". Met deze informatie kunnen opdrachtgevers hun plan scherper maken en de waarde laten meewegen in de ontwerp- en investeringsbeslissingen. Video: hoe in te vullen?
  • Video met leerlessen van Tijdelijke Rechtbank Amsterdam die volledig demontabel gebouwd werd en intussen gedemonteerd en opnieuw gemonteerd werd in Enschede