Theoretisch kader - CIRCULAIRE ECONOMIE IN DE BOUWINDUSTRIE

kader van het onderzoek aan de orde.

Hierin zal de theorie waarbinnen het onderzoek plaatsvindt worden toegelicht.

Dit is van belang voor de afbakening van het onderzoek. In figuur 3 laat het schema zien hoe het kennisgebied van het onderzoek verdeeld is en waarmee het raakvlak heeft. Centraal hierin is de demontage koppeling.

4.1 U

TOPISCH BEELD

Vanuit de circulaire economie wordt er een industrie nagestreefd die in de huidige wereld (nog) niet te realiseren is vanwege uiteenlopende aspecten: bijvoorbeeld juridisch, technisch en financieel is het niet haalbaar om een gebouw neer te zetten dat volledig aan de circulaire economie principes voldoet. In deze paragraaf wordt dit utopisch beeld da t men vanuit circulaire economie zoveel mogelijk nastreeft geschetst. In de ideale circulaire economie situatie worden volledige gebouwen door afnemende partijen in de vorm van een dienst afgenomen van aanbiedende partijen. Na de exploitatieperiode wordt het gebouw gedemonteerd in bouwkundige elementen en materialen die vervolgens teruggaan de leverancier ervan. Deze worden door deze eigenaar weer hersteld door additie van arbeid en energie om weer opnieuw dienst te kunnen doen in een volgend gebouw volgens de circulaire economie principes. Op basis van dit concept zullen afnemers van diensten zich huisvesten in gebouwen die beter zijn afgestemd op hun behoeften en hiermee de mis -match tussen vraag en aanbod van vastgoed wordt ger educeerd. Maar ook zal dit principe resulteren in minder milieu vervuiling, minder consumptie van natuurlijke grondstoffen, meer duurzaamheid en meer flexibiliteit en keuzemogelijkheden voor consumenten. Hiermee lijkt de implementatie van circulaire economie een oplossing te bieden voor uiteenlopende problemen binnen de bouwindustrie, maar de toepassing van dit concept zal geen eenvoudige opgave zijn. Dit onderzoek houdt zich bezig met het gedeeltelijk oplossen van problemen met betrekking tot de koppeling tussen de verschillende bouwkundige elementen.

4.2 E

IGENDOM EN

V

ERANTWOORDELIJKHEID

De implementatie van circulaire economie zal ook aanpassingen omtrent verantwoordelijkheid en eigendom behoeven. Omdat de afnemende partij slechts in de dienst geïnteresseerd is zal deze ook slechts hiervoor betalen: dit gebeurt op basis van prestatie voor een bepaalde periode. De aanbiedende partij blijft hierbij eigenaar van het gebouw, dan wel van de bouwelementen. Ook blijft de aanbieder hierbij verantwoordelijk voor de kwaliteit die geleverd wordt en voor eventueel onderhoud. Zo wordt de afnemer vrijgesteld van bouwkundige verantwoordelijkheden en kan hij zich beter focussen op zijn kernactiviteiten. Tevens zullen de kosten voor de dienst lager liggen dan wanneer men het gebouw zou aanschaffen. Doordat bij deze constructie de producten in eigendom van de aanbiedende partij blijven en de geleverde prestatie waarde bepalend is, zal kwaliteit hoog in het vaandel staan voor de aanbiedende partijen. Bij conventionele flexibiliteitsmaatregelen is men vaak niet geneigd ex tra investeringen te verrichten omdat het gebouw na oplevering vaak van de hand wordt gedaan en de toekomstige flexibiliteit dienst doet aan een andere partij. Echter wanneer de planning, implementatie en management van een project in de handen van een enkele organisatie zijn, is men eerder

FIG U U R 3.TH EO R ETISC H K AD ER

21 bereidt ex tra te invester en voor toekomstige flexibiliteit (Geraedts, 2008b). Zo zullen aanbiedende partijen binnen circulaire economie genoodzaakt zijn om kwaliteit en flexibiliteit te leveren omdat zij eigenaar blijven.

4.3 D

E CIRCULAIRE ECONOMIE OPVATTING VAN EEN GEBOUW

Vandaag de dag wordt een gebouw normaliter geïnterpreteerd als een op zichzelf staand object dat na de levensduur, steeds minder vaak, gelijk wordt gemaakt met de grond. Echter is deze benadering vanuit circulaire economie niet vanzelfsprekend: hier wordt een gebouw opgevat als een ensemble van verschillende bouwkundige elementen die op een gunstige manier met elkaar zijn verbonden om zo goed mogelijk de functie waarvoor het is geassembleerd te vervullen. Deze elementen vormen samen het gebouw zoals we die kennen.

Binnen de circulaire economie krijgen deze afzonderlijke elementen een belangrijke rol omdat dit de bouwstenen zijn die herhaaldelijk ingezet kunnen worden. Daarbij probeert men zoveel mogelijk gebruik te maken van de restwaarde die in deze elementen verscholen zit. Door de elementen te herstellen en hergebruiken wordt deze restwaarde benut die in de traditionele bouw meestal onbenut de natuur in wordt geloosd. Een gebouw dat als een verzameling afzonderlijke elementen wordt opgevat waarbij de compositie van het ensemble eenvoudig kan worden gewijzigd bezit uiteraard meer flexibiliteit dan een gebouw waarvan de elementen door verhevenheid een op zichzelf staand en star object vormen. De flexibiliteit heeft hier elementen die terug kunnen naar de aanbieder ervan. Om aan dit principe enige structuur te kunnen geven dienen de bouwkundige elementen gerangschikt te worden. Bij deze rangschikking kunnen ze worden ingedeeld naar de functie die ze vervullen. Zo behoren alle elementen die bijdragen aan het vervullen van dezelfde functie in dezelfde groep elementen. Hedendaagse gebouwen hebben in tegensteling tot primitieve bouwwerken meer samenstellingen van bouwkundige elementen nodig om deze indeling te kunnen maken vanwege de veelomvattendheid en complexiteit van de huidige gebouwen. Volgens Leupen (2002) kan een gebouw in vijf verschillende lagen worden ingedeeld, te noemen: draagconstructie, huid, enscenering, dienende elementen en ontsluiting. Met deze indeling kan ieder bouwkundig element in het gebouw aan een bepaalde laag of ensemble worden toegekend. Op de markt geldt echter een andere indeling hiervoor: de draagconstructie, gevel, inbouw en installaties. Op basis van deze verdeling leveren aanbiedende partijen hun elementen op de markt.

Deze indeling van gebouwen in verschillende bouwkundige lagen is vanuit circulaire economie zeer relevant: de opvatting van een gebouw binnen circulaire economie als een ensemble van elementen maakt een classificering noodzakelijk. Het aantal elementen dat zich in een gebouw bevindt kan zo hoog oplopen dat er anders geen grip meer op is en de bouw nog complexer wordt. Echter is nog niet bekend welke indeling er vanuit circulaire economie gehanteerd zal moeten worden. Daarom is dit een van de te onderzoeken aspecten binnen dit onderzoek. Wanneer de verbinding tussen de elementen wordt aangenomen als uitgangspunt voor de indeling zou bijvoorbeeld de volgende indeling kunnen ontstaan:

- Bouwkundige elementen die slechts een natte verbinding kunnen aangaan - Bouwkundige elementen die met slechts een klikverbinding kunnen volstaan

- Bouwkundige elementen die een zware, maar mogelijk demontabele, verbinding vereisen

Hierop kan vervolgens verder ger edeneerd worden vanuit bouwkundige eisen, bijvoorbeeld met betrekking tot de krachten afdracht. Zo kunnen de groepen verder verdeeld worden in zelfdragende elementen en elementen waarbij de krachten afdracht via andere vereist is. Op deze mani er zal er een classificatie ontstaan die optimaal is vanuit circulaire economie gezien.

4.5 D

E VERBINDING TUSSEN ELEMENTEN

De voorwaarde vanuit circulaire economie dat elementen zo moeten worden ontworpen en gemaakt dat ze demontabel zijn vormt een deel van het probleem met betrekking tot de implementatie van circulaire economie in de bouw. Het is immers eenvoudiger om iets te ontwerpen en maken dat niet aan deze voorwaarde hoeft te voldoen. Daar komt bij dat de geleverde elementen van verschillende aanbi edende partijen afkomstig zullen zijn. De vraag die hierbij dan opduikt is: hoe moeten al deze verschillende elementen met elkaar worden verbonden om vervolgens demontabel te zijn? Het antwoord op deze vraag zal een groot deel van het probleem dat zich bij de implementatie van circulaire economie in de bouw voordoet oplossen. Dit verklaart waarom de verbinding tussen de verschillende bouwkundige elementen essentieel is voor een correcte werking van circulaire economie.

4.6 D

EMONTAGE KOPPELING

Binnen dit onderzoek zal de nadruk liggen op de koppeling tussen de verschillende bouwkundige elementen.

Met het oog op toekomstige demonteerbaarheid en terugneembaarheid van de elementen door aanbiedende partijen is het uiterst belangrijk dat deze elementen na hun dienst kunnen worden gedemonteerd en gescheiden. Hierbij kan het eventueel vereist zijn dat de elementen bij demontage niet mogen beschadigen, omdat ze bijvoorbeeld in de oorspronkelijke vorm zullen worden hergebruikt. De demontage voorwaarde is essentieel en geldt als een van de basis principes van circulaire economie. De interface die als koppeling tussen meerder e elementen fungeert dient dus ook een ontkoppeling mogelijk te maken. Daarom wordt dit binnen het onderzoek de demontage koppeling genoemd. De ei sen waaraan deze demontage koppeling moet voldoen verschillen per situatie en worden door uiteenlopende zaken bepaald. Zo is belangrijk tot welke lagen de afzonderlijke elementen behoren en uit welke materialen ze zijn opgebouwd. Maar ook de rol die de elementen na hun dienst moeten vervullen, hergebruik van het element of slechts van het materiaal, is van belang voor de eisen aan de demontage koppeling. Tot slot zijn de levensduren van de afzonderlijke elementen bepalend, aangezien deze per element kunnen verschillen. De genoemde aspecten zullen in het vervolg van dit hoofdstuk nader worden behandeld.

4.7 R

ESTWAARDE

Producten in de lineaire economie worden na hun levensduur vaak als niet bruikbaar opgevat en komen zo als afval materiaal in de aarde terecht. Dit terwijl de producten, c.q. de materialen waaruit ze zijn opgebouwd, vaak nog wel waarde bezitten waar men gebruik van zou kunnen maken. Hiervan is men binnen de circulaire economie bewust geworden en het is zaak om op een dusdanige manier te werk te gaan om deze restwaarde optimaal te benutten. Een manier om van deze r estwaarde te kunnen profiteren is door hergebruik. Hierbij kan het element in haar oorspronkelijke vorm worden hergebruikt, wat het meest inter essant is vanuit circulaire economie, omdat hiermee een minimaal aan restwaarde verloren gaat. Maar wanneer het element niet meer voldoet aan de eisen om in de oorspronkelijke vorm hergebruikt te worden dan dient vanuit circulaire economie gekeken naar de volgende mogelijkheid: hergebruik va n onderdelen ervan. Pas wanneer blijkt dat dit ook niet mogelijk is zal moeten worden gekeken naar hoe de grondstoffen hergebruikt kunnen worden. Dit is een belangrijk principe van circulaire economie en wanneer men deze volgorde aanhoudt zal waarde behoud gemaximaliseerd worden en de restwaarde het best worden benut. Een aspect dat een cruciale rol speelt bij dit principe is de koppeling die als verbinding fungeert tussen verschillende componenten. Deze is namelijk medebepalend voor de verder e ontwikkeling van het element en welke mogelijkheden het voor hergebruikt te bieden heeft.

4.8 M

ATERIAAL EN LEVENSDUUR

Bouwcomponenten en hun materialen hebben verschillende levensduren waarmee in de bouw rekening dient te worden gehouden. Vanuit circulaire economie is het es sentieel dat deze bekend zijn en gunstig worden gebruikt zodat de restwaarde zoveel mogelijk benut kan worden. De restwaarde wordt mede door de levensduur van het element en het materiaal ervan bepaald. En omdat de levensduren van verschillende materialen sterk kunnen verschillen is het handig om over betrouwbare informatie te beschikken met betrekking tot levensduren. Levensduurdata is van grote betekenis voor de keuze van juiste materialen en constructies voor de beoogde levensduur van een gebouw en daaraan gerelateerd de

levensduurkosten (Straub et al., 2011). Daarom is er een catalogus opgesteld met betrouwbare referentielevensduren van veel toegepas te bouwproducten. Vanzelfsprekend is dit vanuit circulaire economie uiterst interessant omdat hiermee goed op de restwaarde van elementen en hun materialen kan worden ingespeeld. Het idee is hierbij om de levensduren van de elementen zoveel mogelijk te ben utten. In de gepubliceerde catalogus betreft het de technische levensduur van bouwproducten; de periode tussen het moment van oplevering van een bepaald bouwproduct en het moment waarop dit niet meer voldoende betrouwbaar de (oorspronkelijke) vereiste pres taties kan leveren. Door deze technische levensduur, die in de praktijk sterk kan verschillen van de functionele levensduur, zoveel mogelijk overeen te laten komen met de functionele levensduur zal optimaal gebruik gemaakt worden van de capaciteiten van het bouwproduct. Het bouwkundig element wordt dan net zo lang ingezet als dat het aan de eisen voldoet.

Behalve de afzonderlijke bouwproducten verschillen ook de gemiddelde levensduren van de vijf genoemde bouwlagen van Leupen. Zo heeft ieder e laag zijn eigen levenscyclus binnen hetzelfde gebouw. Dit is goed te zien in figuur 4 waarin Van Maurik Architecten een ontwerpmethode presenter en waarmee het materiaalgebruik in een ontwerp optimaal af te stemmen is op de te verwachten levensduur en gebruik.

Duidelijk is te zien dat de constructie over het algemeen de langste levensduur heeft, mededankzij de zwaardere materialen die daarvoor worden gebruikt. Maar ook doordat de constructie minder snel wijzigingen behoeft in vergelijking met de andere lagen. Vanuit circulaire economie is een dergelijke ontwerpmethode interessant in die zin dat tijdens de levenscyclus van een gebouw afzonderlijke lagen aangepast kunnen worden, door bijvoorbeeld demontage en vervanging, zonder afbreuk te doen aan de rest van het gebouw.

Voor de aanbieder van bouwelementen is het wenselijk dat ook zijn elementen op een geschikt moment verwijderd kunnen worden om terug genomen te worden zonder dat de rest van het gebouw daar hinder van ondervindt.

4.9 I

NVESTEREN IN DEMONTAGE EN HERGEBRUIK

Materiaaleigenschappen en levensduren zijn dus van belang voor de restwaarde van bouwproducten. Echter is enkel de kennis alleen van deze eigenschappen en levensduren niet voldoende om optimaal gebruik te maken van de restwaarde van het bouwelement. De demontage voorwaarde vanuit circulaire economie om elementen zo te ontwerpen dat ze na hun levenscyclus gedemonteerd kunnen worden is eveneens een belangrijk aspect om optimaal gebruik te kunnen maken van de restwaarde: elementen dienen tot het uiterst gebruikt te worden, eveneens de onderdelen en grondstoffen ervan. Hergebruik is hierbij noodzakelijk en dit maakt demontage essentieel. Het is immers lastig om elementen her te gebruiken wanneer deze niet in staat FIG U U R 4.LEVEN SD U U R ZAAM H EID (VAN MAU R IK AR C H ITEC TEN, 2009)

24 zijn ontkoppeld te worden van de rest zonder hierbij beschadigd te raken. Daarom zal binnen dit onderzoek de focus liggen op aspecten die toekomstige demonteerbaarheid en hergebruik faciliteren. Deze maatregelen kunnen worden opgevat als een investering in toekomstig hergebruik om zo profijt te behalen uit de restwaarde van producten. Dit kan door middel van tastbare elementen die bewust zijn aangebracht om demontage te ondersteunen, maar de maatregelen kunnen ook niet fysiek van aard zijn . De leidende vraag die hier dan betantwoord dient te worden betr eft de financiële haalbaarheid van dergelijke maatregelen. Volgens Pim Peters van IMd raadgevende ingenieurs bestaat er geen levendige handel in tweedehandse constructieonderdelen omdat arbeid in het Westen veel duurder is dan materiaal: “weggooien en nieuw kopen is vaak goedkoper dan demonter en, aanpassen en hergebruiken, aldus Peters (Brus, 2013). Het gebouwmodel dat binnen dit onderzoek zal worden ontwikkeld zal vanuit dit gegeven trachten financiële haalbaarheid te bereiken.

4.10 E

EN VOORBEELD CONSTRUCTIE

Ter illustratie en verduidelijking van het hierboven beschreven principe en de bijbehorende aspecten wordt in deze paragraaf een fictief voorbeeld gebruikt.

In het voorbeeld is gekozen voor de verbinding tussen de bouwkundige lagen constructie en gevel, figuur 5, maar het principe zou ook voor andere constructiecombinaties gebruikt kunnen worden. De omstandigheden in het voorbeeld zijn niet perse logisch en optimaal gekozen met als doel het principe beter te kunnen toelichten. Met het oog op toekomstig hergebruik is de soort verbinding tussen constructie en gevel van wezenlijk belang. Dit wordt in het voorbeeld aan de hand van een aantal aspecten toegelicht: de vorm van hergebruik, levensduur en eigendom.

Situatie

In het voorbeeld wordt de volgende situatie verondersteld: een zinken gevelcomponent (GC) met een levensduur van 25 jaar (Lgc) wordt bevestigd aan staalprofiel constructie component (CC) met een levensduur van meer dan 100 jaar (Lcc). De componenten zijn afkomstig van verschillende partijen (P). Verder wordt ook verondersteld dat de componenten door middel van een demontage koppeling (DK) zijn bevestigd en dat de vorm van hergebruik (H) voor de componenten ander zal zijn: het constructie component zal in haar oorspronkelijke vorm worden hergebruikt (CC) terwijl van de zinken gevel slechts het materiaal (M gc) interessant is voor hergebruik.

Hergebruik

Wanneer vanuit hergebruik naar dit voorbeeld wordt gekeken is de demontage koppeling essentieel in die zin dat die voorwaarden stelt aan de demontage. De vorm van hergebruik is in hierbij bepalend voor de eisen waaraan de demontage koppeling moet voldoen. In het voorbeeld mag het constructie component niet beschadigen vanwege de vorm van hergebruik: het constructie component zal in de oorspronkelijke vorm opnieuw worden ingezet. Echter wanneer de kosten voor het demontabel maken van het element hoger zouden liggen dan het herstellen van de beschadiging ervan zou het interessanter zijn om het intact houden niet als voorwaarde te stellen en het constructie component achter op te knappen.

Voor het gevelcomponent is de voorwaarde voor het intact houden van het component minder relevant omdat de vorm waarin het in een later stadium zal worden hergebruikt waarschijnlijk anders zal zijn dan in het voorbeeld. Daarom zullen er geen extra eisen worden gesteld aan het onbeschadigd demonter en van dit element omdat dit wellicht met hoger e kosten gepaard zal gaan. Wel kan bijvoorbeeld als voorwaarde worden

FIG U U R 5.VO O R B EEL D C O N STR U C TIE D EM O N TAG EK O P P EL IN G

25 gesteld dat het gemakkelijk van andere materialen moet kunnen worden gescheiden. Bij dergelijke vraagstukken speelt de demontage koppeling duidelijk een belangrijke rol aangezien deze kan faciliteren in demontage.

Levensduur

Ook vanuit de levensduur van componenten en hun materialen is de demontage koppeling van wezenlijk belang. Hierbij dient vermeldt te worden dat het de technische levensduur betreft: de periode tussen het moment van oplevering en het moment waarop dit niet meer voldoende betrouwbaar de (oorspronkelijke) vereiste prestaties kan leveren. Deze kan sterk verschillen van de functionele en financiële levensduur (Straub et al., 2011). Doordat de levensduur van de het constructie component veel langer is dan het gevel component kan er als voorwaarde worden gesteld dat deze minimaal voor die periode intact moet blijven en dus niet mag beschadigen. Hetzelfde kan natuurlijk voor het gevelcomponent gelden, weliswaa r voor een kortere periode.

Eigendom

Tot slot speelt in dit voorbeeld het eigendom met betr ekking tot de componenten een belangrijke rol voor de demontage koppeling. Vanuit circulaire economie dienen componenten teruggenomen te kunnen worden. In het voorbeeld zijn de componenten van verschillende partijen afkomstig. De eigenaar van een component kan bijvoorbeeld als eis stellen dat het component niet mag beschadigen omdat hij deze in de oorspronkelijke staat wil hergebruiken. Het is ook bedenkelijk dat deze aan een andere partij zal worden verhandeld die als voorwaarde stelt dat het gebruikte component niet beschadigd mag zijn. Op deze manier zou er potentie kunnen zijn voor een markt van gebruikte bouwcomponenten en materialen op basis van hun restwaarde. Dit laat eveneens de relevantie van een demontage koppeling zien die overwegingen met betrekking tot hergebruik binnen circulaire economie faciliteert.

In het voorbeeld zijn een aantal aspecten behandel d die de koppeling tussen bouwcomponenten ter discussie stelt. Het is hierbij duidelijk geworden dat de koppeling tussen elementen in de bouw, gezien vanuit circulaire economie, een zeer cruciale positie heeft waarmee ingespeeld kan worden op bouwkundige beslissingen met het oog op duurzaamheid. Deze koppeling wordt nog belangrijker door de voorwaarde vanuit circulaire economie om producten te maken die demontabel zijn, aangezien deze koppeling het meest geschikt is om aan

In document CIRCULAIRE ECONOMIE IN DE BOUWINDUSTRIE (pagina 21-30)