IR. LONNEKE VAN HAALEN constructeur ABT ING. THEO VAN WOLFSWINKEL adviseurABT Duurzaamheid wordt door velen nog be- leefd als een containerbegrip. Het verschil tussen durability en sustainability is helder; we praten nu over milieu-impact, CO?-reductie en circulariteit. Door verschillende terminologie of belangen kan duurzaam ontwerpen ontaarden in 'window dressing'. Als constructeurs en ontwerpers willen we de kwaliteit van onze ontwerpen onderbouwen met getallen, op basis van meetbare criteria. Deze criteria zijn enorm afhankelijk van hoe duurzaamheid wordt bekeken en beoordeeld. Invloed constructeur De constructeur is mede verantwoordelijk voor een groot deel van de milieu-impact van het bouwmateriaal dat wordt toegepast. Ongeveer de helft van het materiaal in een gebouw bestaat uit de constructie. De gemiddelde constructeur is daardoor jaarlijks verantwoordelijk voor auteurs De gemiddelde constructeur is jaarlijks verantwoordelijk voor 1.000.000 kg CO?-uitstoot 1.000.000 kg CO?-uitstoot. En dat is veel! Om dit in per- spectief te zetten: het komt overeen met meer dan 200 rondjes om de aarde met de gemiddelde hedendaagse auto (fig. 2). De transitie naar duurzaam materiaalgebruik brengt het vak van de constructeur in beweging. Steeds vaker onderbouwen we de impact van onze ontwerpen op duurzaamheid. Steeds vaker voor de klant, die een duurzaam en herbruikbaar bouwwerk wil. Maar ook steeds vaker als gevolg van veranderende regelgeving. DUURZAAMHEID: DE CONSTRUCTEUR HEEFT INVLOED! Samen bouwen aan duurzame constructies, maar hoe dan? Deze impact betekent ook invloed. Wij zitten aan de knoppen om deze uitstoot naar beneden te brengen. In de huidige praktijk zien we echter dat de ervaring van de constructeur beperkt is op het gebied van duurzaam construeren. Enkele bureaus lopen hierin voorop. Door de milieu-impact van de constructie standaard in het ontwerp mee te nemen kunnen we onderbouwd het 68? CEMENT 8 2020 1 Reacties op de vraag tijdens de kennistafel over het belang van verschillende duurzaamheidsthema's 2?Diagram potentiële impact van de constructeur, bron: How to calculate embodied carbon, The Institution of Structural Engineers, augustus 2020?3 WRZV-sporthal in Zwolle, bron: AGS Architects?4 Variantenstudie voor de sporthal verschil maken. Door continu te innoveren streven we als beroepsgroep naar bouwen met 'zero impact', dus zonder negatieve effecten voor het milieu. Duurzame brillen Voor een duurzaam ontwerp kunnen we door verschil - lende duurzaamheidsbrillen kijken. De verschillende brillen leveren verschillende resultaten op. Door inte- graal naar deze verschillende thema's te kijken kunnen we de totale milieu-impact van constructies verlagen. Reduceren milieu-impact materialen De milieu-impact van materialen kan worden geredu - ceerd door efficiënter te ontwerpen, materiaal te bespa - ren en variantenstudies te doen in de ontwerpfase. Vooral een variantenstudie naar de milieu-impact van de vloeren is erg waardevol. Zeker de helft van al het materiaal in een gebouw bestaat uit de gebouwcon - structie, daarvan bestaat zeker 55% uit vloeren. Een opinie 1 2 3 4 KENNISTAFEL DUURZAAM CONSTRUEREN Afgelopen zomer (2020) is in samenwerking met ABT de eerste kennistafel van Cement georganiseerd, met als thema duurzaam construeren. Met een kleine groep deskun­ digen van verschillende ingenieursbureaus (utiliteitsbouw en infra) is er gesproken over het thema en hebben we met elkaar erva­ ringen uitgewisseld (fig. 1). Hoewel de manier van benaderen voor gebouwen en infraprojecten iets verschilt, zijn we het met elkaar eens dat het belang­ rijk is om kennis te ontwikkelen en de ver­ schillen in milieu­impact objectief inzichtelijk te maken. Er heerst het gevoel dat er nog weinig eenduidigheid is, waardoor het sturen op duurzaamheid voor velen lastig is. Een duidelijke doelstelling kiezen om de resultaten in een project zo concreet moge­ lijk te maken, is daarbij essentieel. Sturen op CO?­impact, MPG en MKI vinden we het meest zuiver. Door daar de verwachte levensduur aan te koppelen, en daar in het ontwerp ook op te sturen, kunnen we per project de milieu­impact inzichtelijk maken. Sturen op cementreductie is een thema dat we bij de huidige MPG, met de bijbehorende Nationale Milieudatabase, nog weinig zien terugkomen. Het is belangrijk dat dit beter inzichtelijk wordt gemaakt omdat ook hier bij beton grote winsten te behalen zijn. CEMENT 8 2020 ?69 5 6 efficiënt vloerontwerp kan je dus een grote besparing opleveren. Een voorbeeld van een variantenstudie is de WRZV-sporthal in Zwolle (fig. 3 en 4). Voor de dakcon - structie is een variantenstudie gedaan, waaruit volgt dat door de toepassing van houten vakwerken ten opzichte van stalen vakwerken 40.000 kg CO? is bespaard, zo'n acht rondjes rond de aarde met een auto. Daarnaast is de afwerkvloer (zandcement) in de sporthal weggelaten, en zijn installaties en voorzieningen in de constructieve vloer opgenomen, wat nog eens een besparing van 73.000 kg CO? oplevert en is er voor de beganegrond - vloer actief gestuurd op een betonmengsel met een lagere milieu-impact. Behalve in het ontwerp is er bij beton een grote milieuwinst op materiaalniveau te halen. Hoewel elk blok beton grijs is, kan de milieu-impact erg verschillen. Cement heeft daarin het grootste aandeel. Dus door te kiezen voor meer milieuvriendelijke bindmiddelen zijn grote winsten haalbaar. Het toepassen van hoogoven- cement ten opzichte van portlandcement scheelt al zeker de helft van de CO?-voetafdruk. Flexibel ontwerp en levensduur verlengen Door een flexibel ontwerp te maken kan de levensduur van een gebouw worden verlengd. Hierbij kun je denken aan indelingsflexibiliteit door kolomvrije ruimtes en verplaatsbare scheidingswanden, functieflexibiliteit door het rekenen van verhoogde vloerbelastingen, leidingflexibiliteit door de constructie en installatie niet 5?Saxion Hogeschool in Apeldoorn 6?ABT-kantoor in Delft Een flexibel ontwerp levert niet per definitie een lagere milieu-impact op te integreren of uitbreidingsflexibiliteit door het gebouw voor te bereiden op extra bouwlagen. Voor bijvoorbeeld het project Saxion Apeldoorn was flexibiliteit een belangrijk aandachtspunt gezien de veranderlijke onderwijsconcepten. Hier is gestuurd op indelingsflexibiliteit, leidingflexibiliteit en functieflexibi - liteit (foto 5). Een flexibel ontwerp levert echter niet per defini - tie een lagere milieu-impact op. Grotere overspannin - gen en zwaardere belastingen betekenen meer materi - aal. Bij een tijdelijk gebouw of paviljoen is dit dus geen duurzame oplossing. Maar bij een gebouw waarbij de levensduur kan worden verlengd, kan dit per levens- duurjaar uiteindelijk wel een milieuwinst opleveren. Het is de voorinvestering dan waard. Het is belangrijk om in dat geval de realistische toekomstsituaties inzich - telijk te maken. Circulair materiaalgebruik Remontabel bouwen, hergebruik van onderdelen en recyclen van grondstoffen dragen bij aan circulair mate- riaalgebruik. Het ABT-kantoorgebouw in Delft is met deze gedachte ontworpen. Het is volledig remontabel en zou kunnen worden geremonteerd op een andere locatie (foto 6). Beton is een geschikt materiaal om te recyclen en daarmee nieuwe grondstoffen te vervangen. Dat maakt het afvalscenario van beton gunstig. Het toepassen van deze gerecyclede granulaten leidt echter niet altijd tot een lagere milieu-impact. Betongranulaat vervangt zand en grind, terwijl cement voor de grootste impact zorgt in een betonmengsel. Omdat beton vrijwel altijd als maatwerk wordt toe- gepast ligt legolisering minder voor de hand. Hergebruik van beton op casco- of materiaalniveau is momenteel 70? CEMENT 8 2020 7 8 eenvoudiger dan op elementniveau. Circulariteit van elementen toepassen vraagt om meer standaardisering. Zoals IFD-bouwen nooit echt is doorgebroken, is de vraag of dit ooit echt toekomst heeft. Energie Lange tijd heeft de focus voor een duurzaam ontwerp op energie gelegen. De betonsector is verantwoordelijk voor 1,5% van het totale energiegebruik in Nederland. Het energiegebruik tijdens de gebruiksfase van een gebouw is vele malen groter. De thermische massa van beton kan een goede bijdrage leveren aan energieneu - trale gebouwen. Bijvoorbeeld door de toepassing van betonkernactivering, waardoor beton een positieve bijdrage levert aan het energetisch concept van een gebouw. Wanneer we echter kijken door de bril van circu - lariteit, lijkt dit een minder voor de hand liggende keuze. De hoofddraagconstructie en de installatie verschillen namelijk erg van levensduur. De installatie heeft een levensduur van 25 jaar terwijl de constructie een levens- duur van zeker 50-100 jaar heeft. Veel installaties instor- ten in beton is daarom geen passende en circulaire op- lossing voor gebouwen met een lange levensduur, vooral als je bedenkt dat de installatie gemiddeld na 25 jaar alweer zal worden vervangen (fig. 7). Certificering Certificering lijkt soms een doel op zich en associëren we vaak met papieren tijgers. Er komt veel administratie bij kijken. Het voordeel van deze meetmethodieken is echter dat duurzaamheid integraal vanuit verschillende brillen wordt bekeken. Zo wordt voor duurzaam materi - aalgebruik aandacht besteed aan het percentage gere- cycled materiaal, het aantonen van een lagere milieu- impact en betere gebouwflexibiliteit, maar wordt ook breder gekeken naar bijvoorbeeld energie, uitvoering en locatie. Rekenen aan duurzaamheid Om voor de constructie te kunnen sturen op een lagere milieu-impact is het van belang dat varianten inzichte- lijk worden gemaakt. We kunnen op verschillende manieren rekenen aan duurzaamheid. Tools De gegevens over de milieu-impact van materialen zijn beschikbaar in de Nationale Milieudatabase. Er zijn ver- schillende tools beschikbaar die op basis van deze gege- vens en specifieke meetmethodieken de impact kunnen kwantificeren. DuboCalc is een door Rijkswaterstaat ontwikkelde rekentool, die leidt tot een MKI, een schaduwprijs op milieu-impact. Deze tool wordt vooral gebruikt in aan bestedingstrajecten voor infraprojecten. Dit type projecten heeft vaak een groot aandeel beton, waardoor vooral slank ontwerpen en mengseloptimalisatie impact hebben. Voor gebouwen kunnen we MPG Calc gebruiken om de schaduwprijs te bepalen. Dit is een tool waarin veel materialen en gebouwcomponenten zijn opgenomen. De keuze voor betononderdelen en -mengsels is echter be- perkt. De hoeveelheid cement, het type cement en hoe- veelheid wapening is slecht inzichtelijk, maar wel erg be- palend voor de werkelijke milieu-impact. Op dit moment wordt dit vaak niet door de constructeur ingevuld, waar- door er geen bewustzijn ontstaat om hierop te sturen. De Ontwerptool Groen beton van Betonhuis biedt de mogelijkheid dieper in te zoomen op de beton - opinie 7?Gebouwschillen volgens het S'en-model van Stewart Brand (1994) 8?ABT Milieu-Impact Monitor Zoals IFD-bouwen nooit echt is doorgebroken, is de vraag of meer standaardisering ooit echt toekomst heeft CEMENT 8 2020 ?71 9 THEMANUMMER DUURZAAMHEID Volgend voorjaar komt Cement met een themanummer over duurzaamheid. Daarin gaan we in op de vraag welke concrete invloed de constructeur heeft op duur­ zaamheid en hoe het thema het verschil kan maken binnen een project. onderdelen. Hierin kan een mengsel worden berekend met verschillende soorten cement en wapening. Het is een meer nauwkeurige rekenmethode voor beton en beter passend voor de vergelijking van betonnen onder- delen. In deze tools kun je handmatig je materiaalhoeveelheden invoeren en de milieu-impact berekenen. Om deze impact snel en real-time in BIM te kunnen berekenen hebben we de ABT MIM-tool ontwikkeld, de Milieu-Impact Monitor (fig. 8). Dit is een in-house ontwikkelde Revit plug-in om de carbon footprint en schaduwprijs van de gemodelleerde draagconstructie real-time te monitoren en continu te sturen op een lagere impact. Slotwoord Het benaderen van de duurzaamheidsopgave vanuit verschillende perspectieven geeft inzicht in de werkelijke duurzaamheid van beton, maar laat ook zien waar deze kunnen conflicteren. De constructeur heeft een grote rol in het beperken van de milieu-impact en kan door de brillenbenadering de opdrachtgever in een vroeg stadium meenemen in het maken van duurzame keuzes. De verwachting is dat de aanscherping van de MPG komende jaren bepalend zal worden in materiaal - keuzes en -ontwikkeling. Wie doet mee met het verder verduurzamen van beton? Wie helpt om te komen tot het eenduidig kwantificeren van de milieu-impact van constructies? 9?Resultaten van de case in het artikel Milieubelasting betonkolom CASE BETONKOLOM Een voorbeeld van een methode waarmee je kan sturen op de milieu­ impact van betonconstructies is terug te vinden in Cement 2020/4. In de rubriek Rekenen in de Praktijk is de milieubelasting van verschillende betonkolommen inzichtelijk gemaakt. In dit artikel is voor een specifieke case onderzocht wat de invloed van slank construeren is. Door slank te construeren kan materi­ aal worden bespaard. Maar dit is niet altijd duurzamer. Slank construeren betekent een hogere sterkte beton en dat bevat meer cement en heeft daar­ door een hogere milieu­impact. Boven­ dien is er door slank ontwerpen ook meer wapening nodig. In het rekenvoorbeeld is het verschil in de milieu­impact van een specifieke situatie inzichtelijk gemaakt. Hieruit volgt dat slank construeren een gun­ stig effect kan hebben op de milieu­ impact. Voor erg slanke kolommen zijn echter hoge wapeningspercentages noodzakelijk, waardoor de milieu­ impact weer toeneemt. Door deze ver­ gelijkende berekeningen te maken kan concreet worden onderbouwd welke ontwerpkeuze voor een betonnen onderdeel de minste milieu­impact met zich meebrengt (fig. 9). 72? CEMENT 8 2020