Worden rechtlijnige productie- en consumptiemethoden omgebogen naar een economie van kringlopen en waardebehoud? Vast en zeker als het aan de drie winnaars van de eerste circulariteitsprijs voor afstuderende bouwkundigen ligt. Want isolatieglas met slijtageverschijnselen hoeft helemaal niet rechtstreeks naar de vuilnisbak. En waarom bouwen we eigenlijk zo weinig huizen van lokaal geteelde hennep? 

Een veelomvattend thema vergt een veelzijdige benadering. Daarom ballen wetenschappers van de Faculteit Bouwkunde relevante deskundigheid samen en maken deze via een Circular Built Environment Hub zichtbaar en toegankelijk voor de buitenwereld. Aan het roer staat Tillmann Klein, hoogleraar Building Product Innovation. “Van componenten tot steden, deze faculteit herbergt kennis op alle schaalniveaus van de circulair gebouwde omgeving. We kijken naar diverse aspecten, zoals ontwerp, management en techniek. We zijn het aan de maatschappij verplicht om disciplines te verweven en mensen te verenigen die een kringloopeconomie kunnen helpen verwezenlijken.” Ook in de bachelor- en masteropleidingen raakt het thema ingebed. Bijvoorbeeld doordat studenten wordt gevraagd onderzoek te doen naar manieren om grondstoffenkringlopen te sluiten of hernieuwbare materialen toe te passen in hun ontwerpen. Mits ze de benodigde bagage meekrijgt, kan een nieuwe generatie afgestudeerden overheden en bedrijven opgaven en oplossingen helpen identificeren, denkt Klein. Zo komen kennisontwikkeling en beroepspraktijk eerder in elkaars verlengde te liggen. “Heel wat afstudeerders doen al een duit in het zakje. Daarom hebben we een jaarlijkse prijs in het leven geroepen. We zetten de beste voorbeelden graag in de schijnwerpers zodat andere belanghebbenden in de bouwketen er hun voordeel mee kunnen doen.”

Lang leve isolatieglas

De allereerste Circularity in the Built Environment Graduation Awards werden op 24 september uitgereikt. Maar liefst tweeënveertig inzendingen mocht de jury beoordelen, onderverdeeld in drie categorieën: Materialen & Componenten, Gebouwen, en Steden & Regio. In de eerste categorie sleepte Juliëtte Mohamed de prijs in de wacht. Ze studeerde af op een ontwerp voor herbruikbaar isolatieglas, the re-seal window. “Ik ben begonnen met een studie Civiele Techniek. Het pure ontwerpen van gebouwen en gebouwonderdelen trok me echter zodanig aan – mijn medestudenten noemden me ‘bouwkootje’ – dat ik ook een masteropleiding bij Bouwkunde wilde volgen.” Mohamed verdiepte zich er in de levensduur van isolatieglas, zoals dat in miljoenen gevels over de hele wereld wordt toegepast. Isolatieglas bestaat doorgaans uit twee of drie lagen met lucht of gas ertussen. Tussen de glaspanelen, aan de randen, zitten afstandhouders. Panelen en afstandhouders zijn afgedicht met rubber en kit. “Na een jaar of vijftien is de afdichting zodanig versleten dat er lekken ontstaan en er vocht tussen het glas komt, waardoor de isolerende werking afneemt. Op enig moment is het glas aan vervanging toe, maar vanwege de coatings en kit wordt dit type glas amper gerecycled. Veel isolatieglas eindigt als bouwafval.”

Dat kan misschien anders, dacht ze, en ontwierp een methode om de afdichting op locatie, in het kozijn, te hernieuwen:  een re-seal window. Dankzij deze methode kan het isolatieglas langdurig in gebruik blijven. “Al knutselend en modellerend in de computer heb ik verschillende varianten uitgeprobeerd. Ik heb zelfs allerlei soorten gaten staan boren in het atelier van een Leidse glasmeester om erachter te komen of het werkt om lucht of gas door het glas heen bij te vullen.” Uiteindelijk kwam ze tot een combinatie van een zelf ontworpen afstandhouder met een uitneembare en terug te plaatsen afdichting, die het toelaat om het isolatieglas goed te onderhouden. “In het LAMA-lab van de faculteit kon ik 3D-dummy’s van onderdelen printen en testen op eigenschappen zoals elasticiteit. De onderdelen presteren goed, ook volgens het computermodel.” Ze zou dolgraag zien dat het geheel wordt getest zodat duidelijk wordt of het naar behoren functioneert. “Als ingenieurs moeten we de dingen die we bedenken, duurzaam maken. Maar ook makkelijk toe te passen en betaalbaar, anders worden ontwerpen niet omarmd. Dat is wat ik heb geprobeerd te doen.”

Kweek je eigen huis

Job van den Heuvel liet zich inspireren door het ‘open bouwen’ zoals bepleit door John Habraken en Frans van der Werf in de jaren zestig van de vorige eeuw. Hij onderzocht hoe een nieuwe wijk in het Amsterdamse IJburg, Strandeiland, zou kunnen groeien vanuit een sociaal en organisch perspectief. “Kan een bouwgrondstof ter plekke worden geteeld en gebruikt? Hoe kunnen bewoners en toekomstige gebruikers een rol spelen in dit proces?” Het ‘open bouwen’, legt Van den Heuvel uit, volgt de gedachte dat nieuwe bewoners telkens een eigen invulling, de inbouw, kunnen geven aan een woning terwijl de dragende structuren onveranderd blijven. “Een hoge mate van flexibiliteit leidt tot een hoge mate van duurzaamheid, zou je kunnen zeggen. Doordat nieuwe gebruikers gebouwen telkens aanpassen, hoeven ze zelfs na tweehonderd jaar nog niet te worden gesloopt.” Op Strandeiland wil Amsterdam 8.000 woningen erbij. Hoe circulair kan de ontwikkeling worden, vraagt de gemeente zich af?

Van den Heuvel koppelde het principe van drager en inbouw aan het principe van biobased bouwen. Hij kwam erachter dat industriële hennep niet alleen snel groeit, maar zich ook goed leent voor productie van bouwmaterialen van een hoge kwaliteit. “Met mijn strategie – WeGrowCo – stel ik voor dat gebouwen een hoofdconstructie of drager van hout en een inbouw van hennep krijgen. Die hennep wordt ter plekke verbouwd. De grond wordt er overigens ook heel vruchtbaar van, een mooie bonus.” Van de geoogste hennep maken toekomstige bewoners, al dan niet ondersteund door de gemeente en professionals, kalkhennep waarvan ze vervolgens componenten fabriceren. Dit gebeurt in door Van den Heuvel ontworpen accommodaties. “Stap 3 houdt in dat met de componenten woningen worden gebouwd rondom de accommodaties, die een sociale functie in de wijk gaan vervullen.” Hij berekende hoeveel hennep er nodig is, hoeveel ruimte de teelt vergt en hoe snel er kan worden geoogst. Op basis van die gegevens ontwierp hij een zonering voor de hennepkweek en een tijdpad voor de ontwikkeling.

Gebouwen van hennep zijn geen sciencefiction, verzekert hij. “Ze staan er al, ook in Nederland, maar niet op zo’n grote schaal als ik voorstel.” Daar wil hij graag iets aan doen, nu als ondernemer. “Ik ben een startup begonnen zodat ik met ontwerp en advies deze holistische benadering tot bloei kan brengen.”

Circulair gebied in het verschiet

Niet alleen de bestendigheid van ramen en huizen is onderwerp van herinterpretatie, ook ruimtelijke plannen zijn voor verbetering vatbaar. Sven van Bakel onderzocht hoe je tot een circulair functionerend gebied kan komen, inclusief aanbevelingen. “Ik studeerde eerder aan de Hogeschool van Amsterdam. Circulair bouwen was het onderwerp van mijn afstudeerproject. Mijn belangstelling voor project- en gebiedsontwikkeling is mede ingegeven door een stage en parttime baan bij een ontwikkelende aannemer.” Hij constateert dat een ‘circulair’ gebied de som is van circulair ontwerp én circulair functioneren. “Voor dat ontwerp zorgt doorgaans de private sector. De overheid creëert de voorwaarden voor het al dan niet circulair functioneren. Een ‘circulaire’ gebiedsontwikkeling vergt dus inzet van zowel de publieke als de private sector. Mijn aanbevelingen betreffen vooral de hiervoor benodigde planvorming.”

Van Bakel bestudeerde onder meer de ontwikkeling van de noordelijke IJ-oever in Amsterdam, een voormalig industriegebied, tussen 2013 en 2018. “Ik heb bouwprogramma’s vergeleken en gekoppeld aan cijfers van in- en uitgaande materiaalstromen.” Hij concludeerde dat de hoeveelheid te bouwen huizen én de hoeveelheid in- en uitgaande materialen aanzienlijk toenamen. “Het Rijk streeft een volledig circulaire economie na in 2050, maar in Amsterdam nam de ruimte en capaciteit om lokaal materialen op te slaan en te hergebruiken juist af door de volledige transformatie naar woon- en werkruimte.”

Met andere woorden, wil je inzetten op een circulair gebied waar materialen worden hergebruikt, druk de hiervoor benodigde ruimte en bedrijvigheid dan niet weg door ‘teveel’ woningen en commerciële ruimte te programmeren. “Een betoncentrale of een houtbewerkingsbedrijf in de buurt is juist van grote waarde als je je bouwstoffen zo duurzaam mogelijk wilt toepassen. Functies die op gespannen voet staan, moet je van tevoren dus goed wegen om tot een circulair verantwoorde gebiedsontwikkeling te komen.” Andere aanbevelingen betreffen onder meer de waardering van circulariteit in de financiering van gebiedsontwikkeling en het stimuleren van innovatieve bedrijvigheid. “Door de coronacrisis heb ik ze helaas niet meer kunnen toetsen bij een gemeente of een ontwikkelaar. Ik hoop dat zich hiervoor nog een gelegenheid voordoet.”

Meer informatie

De volledige afstudeerscripties zijn beschikbaar:

Studenten van de Faculteit Bouwkunde TU Delft die dit academisch jaar afstuderen op een onderwerp gerelateerd aan circulariteit, kunnen deelnemen aan de tweede editie van de Circularity in the Built Environment Graduation Award. De inschrijving opent eind januari. Houd de website www.tudelft.nl/CircularBE in de gaten.