Waarom de toekomst van de bouw duurzaam is

De bouw is altijd al een enorme sector geweest, die miljoenen banen verschaft, cruciale infrastructuur mogelijk maakt en talloze industrieën wereldwijd in stand houdt - en hij wordt alleen maar groter. Het komende decennium zal de bouwsector de verwerkende industrie voorbijstreven, een waarde bereiken van $15,2 T en goed zijn voor 13,5% van ons wereldwijde BBP.

Gezien de enorme omvang van de industrie is het niet verrassend dat de impact op ons milieu aanzienlijk is:

  • Ongeveer 50% van de grondstoffen die we uit de aarde oogsten, gaat naar de bouw van
  • De bouw is verantwoordelijk voor ⅓ van al het afval in de wereld
  • Ongeveer 40% van de CO2-uitstoot in de wereld is afkomstig van de bouw.
  • De bouw is verantwoordelijk voor maar liefst 36% van het wereldwijde energieverbruik

Het tij keert echter snel. Nu de wereldwijde klimaatcrisis iedereen steeds meer bezighoudt, doen overheden en bedrijven over de hele wereld belangrijke toezeggingen om hun uitstoot te verminderen en duurzamer te werken. Dat geldt ook voor de bouwsector, die de afgelopen jaren grote stappen heeft gezet om aan een groenere toekomst te bouwen. 

Laten we eens kijken naar enkele innovaties en praktijken die de bouwsector duurzamer dan ooit maken.

Van beton en staal naar massief hout

Beton, staal en hout zijn enkele van de meest gebruikte bouwmaterialen vandaag de dag, elk met hun eigen voor- en nadelen. Hout wordt meestal gezien als een ondersteunend of secundair materiaal in vergelijking met beton en staal. Dit komt omdat hout van oudsher:

  • Beton en staal werden sterker geacht
  • Men geloofde dat het gebruik ervan belastend was voor de bossen
  • Het werd beschouwd als brandgevaarlijk

Hoewel deze vrees in het verleden misschien gegrond was, zijn de massief houten producten van tegenwoordig net zo sterk als staal en beton, waardoor het mogelijk is om hele constructies van hout te bouwen. Massief houten producten beginnen als gewone houten planken die vervolgens sterker en veerkrachtiger worden gemaakt. Glulam en CLT zijn de meest gebruikte vormen van massief hout, dus laten we eens wat dieper ingaan op hoe ze werken.

Gelamineerd hout (CLT)

Bij CLT worden houten planken in afwisselende lagen aan elkaar gelijmd, waarbij elke laag een hoek van negentig graden maakt ten opzichte van de laag eronder. Hierdoor ontstaan grote platen met structurele stijfheid in elke richting, waardoor de druksterkte vergelijkbaar is met die van beton.

Gelamineerd hout (Glulam)

Bij glulam worden planken hout in dezelfde richting aan elkaar "gelijmd" om massieve balken te vormen. Elke plank wordt geselecteerd en geplaatst op basis van gebreken en nerfstructuur om de structurele integriteit te maximaliseren. 

De mogelijkheden van massief houten producten zoals CLT en glulam reiken veel verder dan kleine huizen en omvatten wolkenkrabbers van meer dan 80 meter hoog (maar daarover later meer). Nu je wat meer weet over hoe massief hout werkt, laten we eens kijken hoe het zich verhoudt tot staal en beton.

Verschillen tussen CLT en gelijmd gelamineerd hout

De voor- en nadelen van staal

De voordelen van staal als constructiemateriaal:

  • Duurzaamheid - Stalen constructies kunnen jaren meegaan met weinig onderhoud. 
  • Sterkte - Staal is een sterk materiaal dat nog sterker kan worden gemaakt met legeringen.
  • Herbruikbaar en recyclebaar - Je kunt het keer op keer gebruiken zonder kwaliteit te verliezen.
  • Ruimtebesparend - Je kunt slanke draagkolommen gebruiken zonder aan sterkte in te boeten.
  • Geprefabriceerd - Gemakkelijker om mee te werken en te controleren.
  • Voorspelbaar - Het materiaal is sterk gereguleerd, waardoor het consistent en voorspelbaar is.

De nadelen van staal als constructiemateriaal:

  • Gevoelig voor roest en corrosie.
  • Het geleidt warmte, dus je moet het vuurbestendig maken om brand te voorkomen. Dit verhoogt de kosten.
  • Het wordt offsite gemaakt, dus er is weinig ruimte voor aanpassingen ter plaatse.
  • Het kan duur zijn in vergelijking met hout of beton. Ook de onderhoudskosten zijn van toepassing.
  • Zonder de juiste ondersteuning kan het na verloop van tijd knikken.
  • Moet ter plaatse worden vervoerd, soms van ver weg, wat extra emissies veroorzaakt.

De voor- en nadelen van beton

De voordelen van beton als bouwmateriaal:

  • Het is relatief goedkoop en overal verkrijgbaar.
  • De productie ervan is energiezuiniger dan staal (mengen ter plaatse)
  • Het is niet ondoordringbaar voor water, maar doet het beter dan hout en staal.
  • Het is bestand tegen hogere temperaturen dan hout of staal.
  • De onderhoudskosten zijn laag in vergelijking met hout of staal (er is minder coating nodig).
  • Het kan ter plekke in elke vorm worden gegoten (gemakkelijk om scheuren op te vullen of lagen toe te voegen).
  • Laag risico op biotische aantasting (bijv. insecten, schimmels) in vergelijking met hout. 

De nadelen van beton als bouwmateriaal:

  • Het moet versterkt worden vanwege de lage treksterkte.
  • Het kan krimpen door droogte of uitzetten door vocht, waardoor scheuren ontstaan. 
  • Is afhankelijk van hoogenergetische processen zoals mijnbouw, hoogovenverwarming en calcinatie.
  • Het is minder buigzaam dan staal. 
  • Het gewicht is hoog in vergelijking met de sterkte.
  • Bekisting voor het gieten kan kostbaar en tijdrovend zijn.
  • Het mengen van beton wordt niet zo gecontroleerd als de productie van staal of gelamineerd hout.

De voor- en nadelen van massief hout

De voordelen van massief hout als bouwmateriaal:

  • Het wordt op natuurlijke wijze geproduceerd en legt CO2 vast uit de atmosfeer terwijl het groeit. Dit is een verbetering ten opzichte van staal en beton, die CO2 creëren tijdens de productie. Als we wereldwijd staal zouden vervangen door massief hout, zouden we de CO2-uitstoot met 15% tot 20% kunnen verminderen.
  • Minder energieverbruik in vergelijking met de productie van beton en staal.
  • Goede thermische isolatie in vergelijking met beton en staal. Hout heeft een lage thermische geleidbaarheid, waardoor het warmte vasthoudt en energiezuiniger is.
  • Houten gebouwen zijn ongeveer 20% lichter dan betonnen gebouwen, wat betekent dat ze kleinere funderingen nodig hebben, waardoor ze beter bestand zijn tegen seismische krachten.
  • Het wordt geproduceerd in een fabriek met computerondersteuning, waardoor er minder fouten worden gemaakt en er efficiënter gebruik wordt gemaakt van materialen (minder afval). 
  • Doordat massief houten producten uit meerdere lagen bestaan, zijn ze beter bestand tegen brand omdat alleen de buitenste, blootgestelde lagen verbranden of "verkolen". 
  • Het kan onsite arbeid tot 50% verminderen (offsite productie). 
  • Het heeft de tijd- en kostenbesparingen die geassocieerd worden met productie op locatie. Het kan de planning van een project met 25% of meer versnellen.
  • De structurele prestaties worden steeds voorspelbaarder.
  • Het heeft uitstekende prestaties op lange termijn, met minder kans op schade of instorting.
  • Het gebruik van massieve houtproducten leidt tot hogere investeringen om onze bossen veilig, gezond en overvloedig te houden.

De nadelen van massief hout als bouwmateriaal:

  • Het kan duurder zijn dan staal of beton.
  • Door zijn beperkte staat van dienst kan het voor veel ontwerpers moeilijk zijn om te gebruiken, wat leidt tot hogere architectuur-/ontwerpkosten.
  • Het is gevoeliger voor schimmel of insectenplagen dan beton of staal. 
  • Het is mogelijk dat het niet beschikbaar is in alle gebieden buiten Europa en Noord-Amerika. 
  • Er kunnen hogere materiaalkosten zijn omdat er nog relatief weinig fabrieken zijn.
  • Sterke eigenschappen kunnen variëren, met name trek en buiging
  • Stijve bevestigingen en verbindingen kunnen het moeilijker maken om mee te werken
  • Het heeft een relatief lage elasticiteitsmodulus 

Welk materiaal is het meest duurzaam?

Hoewel elk van de materialen die we tot nu toe hebben onderzocht zijn eigen voor- en nadelen heeft, is er één duidelijke winnaar als het gaat om duurzaamheid en een lagere CO2-uitstoot. Volgens Architect Magazine:

  • De staalproductie is verantwoordelijk voor meer dan 10% van de CO2-uitstoot in de wereld.
  • Beton draagt voor 6% tot 11% bij aan onze wereldwijde CO2-uitstoot.

Aan de andere kant maken massieve houtproducten zoals CLT en glulam het voor de bouwindustrie mogelijk om haar koolstofvoetafdruk aanzienlijk te verminderen. Dat komt omdat hout CO2 vastlegt, het uit ons milieu verwijdert en het opslaat. Als de houtindustrie doorgaat met het vervangen van de bomen die ze gebruiken door nieuwe te laten groeien, zal er nog meer CO2 uit onze atmosfeer worden verwijderd. Dit kan in potentie de uitstoot dekken die wordt geproduceerd tijdens het productie-, transport- en bouwproces met massief houten producten. 

Houten elementen, foto door Holzbau Vorholz Hawran

Laten we eens kijken hoe dit in de praktijk zou kunnen werken. 

Duurzame bossen: Hoe werken ze?

Bossen zijn cruciaal voor de gezondheid van onze planeet: ze absorberen schadelijke CO2 en produceren levengevende zuurstof. Ze zijn ook een veilige haven voor eindeloze planten- en diersoorten die afhankelijk zijn van hun bestaan. Dus hoe kan het oogsten van bomen voor de bouw iets anders dan schadelijk zijn?

Maak kennis met duurzame bosbouw.

Terwijl bij traditionele praktijken bomen worden gekapt zonder voorafgaande strategie voor vernieuwing of vervanging, wordt bij duurzame bosbouw gekozen voor een zachtere, duurzamere aanpak. Het belangrijkste uitgangspunt is dat elke boom die voor de bouw wordt gekapt, wordt vervangen, waardoor de natuurlijke vernieuwingscyclus van een bos wordt nagebootst. Dit is hoe het werkt:

De behoeften van het bos beoordelen

Verschillende bossen zullen verschillende behoeften hebben afhankelijk van hun specifieke omgeving en biodiversiteit, dus de eerste stap om ze gezond te houden zal zijn om de omgeving te begrijpen. Daarom beginnen duurzame bosbouwers met het inventariseren van de boomsoorten, de wilde dieren en eventuele bedreigde soorten in het gebied. Ze nemen ook nota van de waterscheidingen van het bos, de nabijheid van stedelijke gebieden en hoe vaak het recreatief gebruikt wordt door mensen. 

Bepaal het oogstpotentieel en stimuleer vernieuwing 

De volgende stap is om precies te bepalen wat er veilig uit het bos geoogst kan worden en in welke hoeveelheden. Het doel is om efficiënt hout te oogsten zonder de algemene gezondheid van het bos te schaden. Dit kan op verschillende manieren:

  • Snoeien, in plaats van hele bomen omzagen
  • Oogsten van oudere bomen om plaats te maken voor nieuwe aanwas (meer daarover hieronder)
  • Het uitdunnen van de bomenpopulatie in sommige gebieden om een gezondere groei te bevorderen
  • In sommige gevallen wordt gecontroleerde verbranding gebruikt om regeneratie te stimuleren.

Het belangrijkste is dat er nieuwe bomen worden geplant op de plaats van de gekapte bomen, zodat de groei en gezondheid van het bos wordt voortgezet. Nieuwe bomen blijven jarenlang beschermd tot ze volwassen genoeg zijn om te oogsten.

Oogsten van oudere bomen

Naarmate bomen ouder worden, begint hun vermogen om CO2 te absorberen af te nemen. Hetzelfde geldt voor hun zuurstofproductie. Door ze te oogsten en te gebruiken voor bouwdoeleinden, blijft de zuurstof opgeslagen in het hout. Aan de andere kant, als je ze laat vallen en vanzelf laat rotten, komt de CO2 weer in het milieu terecht.

Het vervangen van deze bomen door nieuwe helpt niet alleen het bos te herstellen, maar zorgt ook voor verdere opname van CO2 uit de atmosfeer.  

Beheer en controle

De gezondheid van het bos wordt voortdurend in de gaten gehouden om de voortdurende groei en vernieuwing te garanderen. Het is tenslotte in het belang van de bedrijven die het hout verkopen om een hernieuwbare bron van handel te hebben. 

Een duurzame toekomst ontwerpen: Hybride-houtbouw en DfMA

Dit zijn slechts een paar manieren waarop de ontwerpfase in de bouw duurzamer wordt:

Hybride-houtbouw

We hebben de voordelen van massieve houtbouw en de voordelen van hout als duurzaam, hernieuwbaar en duurzaam bouwmateriaal al vastgesteld. Door zaken als kosten, beperkte voorraad en fysieke eigenschappen is het echter niet altijd haalbaar om constructies te ontwerpen zonder materialen als beton en staal toe te voegen. Deze benadering staat bekend als hybride houtbouw. 

Hybride houtbouw combineert massief hout met materialen als glas, staal en beton, waarbij het beste in elk materiaal naar boven wordt gehaald en wordt geïntegreerd om de structurele en bouwkundige prestaties te optimaliseren. Het geeft ontwerpers ook de vrijheid en flexibiliteit om de voordelen van elk materiaal te benutten, wat resulteert in constructies die sterk, veilig, duurzaam en visueel verbluffend zijn.    

Design for Manufacture and Assembly (DFMA)

Terwijl traditionele bouwpraktijken worden gekenmerkt door lage productiviteit, hoge kosten, onnodig afval en overmatig energieverbruik, is het doel om deze problemen te verbeteren door middel van efficiëntie. Tijdens de ontwerpfase houdt het rekening met elk onderdeel van de uiteindelijke constructie en zoekt het naar de meest efficiënte en kosteneffectieve manier om het te vervaardigen. In combinatie met Building Information Modelling (BIM) kan het de voordelen van offsite constructie (OSC) aanzienlijk maximaliseren, wat resulteert in:  

  • Verkorte bouwtijd 
  • Lagere kosten
  • Hogere kwaliteit en productiviteit
  • Verhoogde algemene efficiëntie 
  • Minder afval en lager energieverbruik

Hier zijn slechts enkele van de andere manieren waarop DfMA kan bijdragen aan duurzaam bouwen:

  • Als je gedetailleerde BIM-gegevens hebt voor de door DfMA geproduceerde onderdelen van je constructie, is het eenvoudiger om je bedrijfsmiddelen gedurende hun hele levenscyclus te volgen en te beheren. Dit leidt tot minder afval en een efficiënter gebruik van hulpbronnen en energie. 
  • Tijdens het hele DfMA-proces kan BIM worden gebruikt om minder materiaalintensieve componenten te ontwerpen, wat resulteert in een kleinere koolstofvoetafdruk.

Door een DfMA-aanpak toe te passen vanaf de ontwerpfase wordt de foutmarge in projecten verkleind, wordt verspilling en kostbaar herwerk voorkomen en worden alleen de middelen gebruikt die nodig zijn. Alle voordelen maken het proces duurzamer. 

Duurzame productie

Hoewel duurzaamheid in de bouw begint in de ontwerpfase (met zorgvuldige planning), kunnen de grootste resultaten aantoonbaar worden behaald tijdens de productiefase. Zo is de productie van DfMA-componenten in een gecontroleerde fabrieksomgeving (bijv. offsite constructie) veel efficiënter en minder verspillend dan wanneer de grondstoffen naar de bouwplaats worden gebracht.  

In dit stadium maakt digitaal modelleren (BIM) het eenvoudiger om het ontwerp, de verbindingen en hoe de onderdelen in elkaar passen te visualiseren, wat resulteert in een efficiënter fabricageproces. 

Dit leidt weer tot voordelen zoals:

  • Minder afval
  • Energie- en hulpbronnenefficiëntie
  • Lagere foutmarge wat leidt tot minder herbewerking

De sleutel tot al deze voordelen? Productie op locatie in een gecontroleerde fabrieksomgeving.

Duurzame houten gebouwen

Als we denken aan duurzaam gebouwde houten constructies, is een torenhoge wolkenkrabber niet het eerste beeld dat in ons opkomt - maar dankzij massief houten producten zoals CLT en glulam is het mogelijk. Een goed voorbeeld: De Holz High-rise, ook wel "HoHo Vienna" genoemd, die 24 verdiepingen telt en onderdak biedt aan een hotel, een wellnesscentrum en talloze kantoren en appartementen.

HoHo Wien van Hasslacher Norica Hout

Wat maakt dit gebouw duurzaam? Om te beginnen is 75% van de buitenstructuur gemaakt van hout, en de meeste binnenbalken en muren van glulam en CLT. Volgens de ontwerpers helpt het hout dat in deze constructie is gebruikt om ongeveer 2.800 ton CO2-uitstoot uit de atmosfeer te houden.

Dit project is gedeeltelijk gerealiseerd met hsbcad's hsbStickFrame en hsbCLT technologie voor AutoCAD. Klik hier voor meer inspirerende voorbeelden van duurzame houten constructies.

Een duurzamer einde van de levensduur van gebouwen 

In de bouw staat de overgang van een lineair naar een circulair model nog in de kinderschoenen. Dit betekent dat er wereldwijd elk jaar talloze verouderde of verouderde gebouwen worden gesloopt:

  • 37% van het afval dat gestort wordt 
  • 33% wordt openlijk gedumpt 
  • 11% wordt verwerkt door moderne verbranding

Slechts ongeveer 19% wordt gerecycled of gecomposteerd. Uit schattingen blijkt zelfs dat er in 2025 wereldwijd 2,2 miljard ton bouwafval zou kunnen zijn. Volgens Construction Dive is er meer "reduceer, hergebruik en recycle" beleid nodig om het afval onder controle te houden, maar de inspanningen worden belemmerd door onvoldoende middelen, gebrek aan standaardisatie, kleine winstmarges, beleidsapathie en een gebrek aan bewustzijn van de ernst van de situatie. 

In de afgelopen jaren hebben we echter een verandering in deze trend gezien die door verschillende factoren wordt aangedreven:

  • Storten is duurder geworden, wat aannemers aanmoedigt om te kiezen voor afvalverwerkingsbedrijven die materialen zoals beton, hout en staal kunnen recyclen en hergebruiken. 
  • Het toegenomen bewustzijn van het belang van duurzaamheid heeft ertoe geleid dat ontwerpers en architecten werken met gerecyclede en hergebruikte materialen.
  • Dankzij nieuwe ontwikkelingen kunnen recyclingbedrijven meer materialen sneller en goedkoper verwerken.
  • Slooppraktijken veranderen, waarbij wordt gekozen voor zorgvuldig sorteren in plaats van het verpulveren van bouwmaterialen zoals dat in het verleden gebeurde. 

Hoewel er nog veel werk moet worden verzet, zijn de raderen van verandering al in beweging, met nieuwe onderzoeken zoals dit onderzoek naar nieuwe manieren om bouwmaterialen te hergebruiken.

Een volledig duurzame bouwcyclus

Hoewel het een langzaam proces is geweest, heeft de bouwsector de afgelopen jaren grote vooruitgang geboekt door te bouwen met duurzame materialen, energiezuiniger te worden en minder verspillende bouwpraktijken toe te passen. Het belangrijkste is misschien wel dat de industrie als geheel zich inzet voor een duurzamere visie. In een recente enquête van Mckinsey:

  • 85% van de deelnemers gaf aan dat hun organisatie zich inzet om de bedrijfscultuur en het bedrijfsmodel te verankeren in duurzaamheidsprincipes.
  • Meer dan 75% gaf aan gemotiveerd te zijn door mogelijkheden voor waardecreatie, toegenomen vraag en algemene bewustwording van belanghebbenden.

De trend naar duurzaamheid zal gedreven blijven worden door gunstige regelgeving, toegenomen vraag van klanten en toegang tot subsidies en kapitaal om technologische innovaties te stimuleren. Deze factoren, in combinatie met een hogere efficiëntie, kostenbesparingen en minder marges voor fouten, zullen allemaal bijdragen aan een groenere toekomst in de bouw. 

Hoewel er nog een lange weg te gaan is, maken deze inspanningen nu al een verschil en maken ze de weg vrij voor een CO2-neutrale bouwsector in de komende jaren.

Download persbericht
Auteur:
Harald Mulder
Sales Specialist