“How much does your building weigh, Ms. Van den Hurk?”
Over het ontwerpen van een onuitputbare gebouwde omgeving.

Vandaag de dag krijgen nul-energie woningen steeds meer aandacht. Echter heeft een nul-energie woning enkel betrekking op het energieverbruik in de operationele fase, de energie die ligt opgeslagen in de materialen en die gebruikt wordt tijdens het productieproces plus het transport, wordt vaak niet in beschouwing genomen. Welke materialen hebben in positieve invloed en welke een negatieve invloed? Om dit te onderzoeken, zijn er drie verschillende huizen ontworpen: een met natuurlijke (biobased) materialen en een met gerecyclede materialen. Het derde huis bestaat uit conventionele materialen, om op deze manier de andere twee te vergelijken met een standaard situatie.

Smart Living, is het onderwerp van het afstudeeratelier, maar wat betekent het eigenlijk? Hierbij is de volgende begripsomschrijving aangenomen: “het gebruik van ICT ten behoeve van duurzaamheid, zorgvuldig gebruik van energie en water, zorg- en welzijn, veiligheid, onderwijs en mobiliteit.” Deze definitie vormt een belangrijk startpunt binnen het afstudeerproject.

Duurzaamheid en energieverbruik worden steeds belangrijker en krijgen steeds meer aandacht vandaag de dag, wat ook zeker noodzakelijk is: het wereldwijde energieverbruik is de laatste 30 jaar extreem toegenomen. Een belangrijke factor hierin is de bouwindustrie: op het moment kan 20-40% van het totale energieverbruik worden toegeschreven aan de bouwsector. Dit betekent dat uitputting van energie- en materiaalbronnen een groot probleem kunnen worden in de nabije toekomst. Dit creëert dus een uitdaging voor alle ingenieurs die zich bezig houden met de bebouwde omgeving: hoe kan deze situatie verbeterd worden? 

We gaan al richting nul-energie woningen in de operationele fase, maar het energiegebruik dat gepaard gaat met de materialen wordt vaak genegeerd: de ‘embodied energy’ is de energie die opgeslagen ligt in de materialen, de energie die nodig is voor het productieproces en het transport wordt vaak niet meegenomen.

Het idee om meer aandacht te schenken aan de ‘embodied energy’, heeft me ertoe gebracht het doel van dit afstudeerproject te formuleren: een onderzoek naar het verschil in de opgeslagen energie van materialen. Om dit te onderzoeken zijn er drie verschillende huizen ontworpen: een met biobased materialen (biobased betekent natuurlijk hergroeien) en een met gerecyclede materialen. De derde woning bestaat uit conventionele materialen, zodat er een vergelijking gemaakt kan worden met de normale situatie: het vormt een nulmeting.

Met het computerprogramma Maxergy zal de exergetische presentatie van de woningen vergeleken worden. Hier wordt de impact van het gebouw op het totale landgebruik gemeten, hetgeen uitgedrukt wordt in Embodied Land. Met Embodied Land (in hectare-jaar) wordt bedoeld: het land dat benodigd is voor de extractie van ruwe materialen, de groei van materialen, het genereren van energie etc., om alles in de originele staat te kunnen herstellen. De input voor de Maxergy berekening is de hoeveelheid (in kilogram) nieuwe en gerecyclede materialen benodigd voor een product of gebouw. Dit verklaart ook de titel van dit report: voor alle huizen zijn de hoeveelheden aan materiaal berekend. Om de huizen te kunnen vergelijken is de operationele energie zoveel mogelijk geprobeerd gelijk te houden. Dit resulteerde in een algemeen concept voor alle drie de huizen: een passief huis met allemaal ongeveer dezelfde afmetingen. Vervolgens is voor ieder huis een meer toegespitst individueel ontwerp met daarbijbehorende detaillering bedacht.

Wat kan er uit het onderzoek geconcludeerd worden?

Allereerst is de opgeslagen energie in materialen voor een veel groter deel verantwoordelijk  in de totale Embodied Land dan de operationele energie is. Verder is gebleken dat het biobased huis verreweg het beste resultaat levert: de Embodied Land is bijna zes keer zo laag als het gerecyclede huis en het conventionele huis, die beide ongeveer van gelijk niveau zijn. Uit het onderzoek kwam naar voren dat staal voor een groot deel verantwoordelijk is in de uitkomst van de berekening. Ondanks dat het gerecycled kan worden, is het effect niet gemakkelijk te berekenen omdat de technische kringloop geen transparant proces is. Denk bijvoorbeeld aan het feit dat er geen keurmerk voor is, terwijl dat dit in de natuurlijke kringloop (zoals bij hout FSC) wel zo is. Dit betekent dat het recyclen van staal niet per definitie een overtuigend positief resultaat heeft op het milieu impact.