Een 0-embodied energie woning ? 2/2

Een 0-embodied energie woning is in principe onmogelijk, er is altijd energie nodig. Het is echter in de huidige tijd te begrijpen als 0-fossiele embodied energie, dus uitsluitend gebaseerd op hernieuwbare energie. 0-embodied energie, als dat dus fossiel gerelateerd is, is dus eigenlijk ‘ 0-embodied CO2’ . Maar CO2 is natuurlijk feitelijk weer niet embodied, maar “geëmitteerd”. Dus juister is nog eigenlijk 0-emitted CO2 woning.

Dat heeft als meeteenheid weer het voordeel dat het ook positief kan zijn, reken-technisch dan wel, als meer CO2 is vastgelegd dan geïnvesteerd. En dat kan door bijvoorbeeld biobased materialen , zoals bouwen in oa hout.

Let wel: dat geldt voor de CO2 emissies gerelateerd aan materialen, de embodied energy (EE). Want er is natuurlijk ook nog (evt) CO2 emissies van operationele energie (OE). Beetje verwarrend wellicht, maar we proberen de zaken zuiver te houden. Als OE wordt meegenomen, dan kan een woning als geheel dus ‘klimaatneutraal’ zijn: geen emissies van CO2 als gevolg van materiaal plus energie investeringen. Maar hier gaan we nog even door op die materiaalkant, en de 0-CO2 emissie woning.

Een lage embodied energie woning, dus lage CO2 emissies, is een optie, zoals in het vorige artikel beschreven, maar om dus tot 0 te komen is nog het een en ander nodig. Daarvoor zijn er 3 opties :

1 reductie van impact door ontwerp en materiaal alternatieven

2 productie (van de woning) met zeer lage embodied energy ( CO2 emissie) materialen, feitelijk hernieuwbare materiaal en energie, van op of rond de bouwplaats, met inzet van arbeids energie

3 producten gemaakt als 0-embodied energie producten door industrie, icm duurzaam transport.

Als eerste: als er een alternatief is met lagere embodied energie , dan heeft dat natuurlijk de voorkeur. Zoals voor kozijnen, waarvoor zo’n drietal materialen gangbaar zijn: aluminium, PVC en hout. De embodied energy cijfers per kilogram materiaal geven al een indicatie: bijv voor aluminium en hout ligt dat respectievelijk rond de 230 MJ/kg. en rond de de 5 a 10 MJ/kg . Maar de juiste vergelijking is natuurlijk per functie : diverse studies zijn daaraan gewijd, met min of meer dezelfde uitkomsten: Een kozijn van 1,2 m2 met dubbel glas gemaakt van aluminium , PVC of hout komt uit op respectievelijk 5978 MJ, 2657 MJ, and 738 MJ, [1]. een factor 8 verschil.

Voor diverse elementen in een woning kan het lastig zijn een laag of 0-EE produkt te vinden. Dan kan er gekeken worden naar alternatieve oplossingen: Zoals in een case studie waar we naar de details keken zoals stalen deur scharnieren. Een direct alternatief was er niet, dus de oplossing is ze te vermijden: ipv draaideuren het toepassen van schuifdeuren. Fundering is ook zo’n bouwdeel, waar gewapend beton als snel de oplossing is. Vaak al 30 % van de impact, zeker als de woning eerst van lage embodied energie materialen is gemaakt: Maar dat is tegelijk deel van de oplossing: want een biobased woning weegt veel minder, tot de helft van een gebruikelijke woning (tot zo’n 500 kg/m2 vloer tov 1000 voor de gemiddelde NL woning) Dat maakt het mogelijk de woning op puntlasten te funderen, bijv. op zes of acht kolommen, de vloer vrij van de grond, waardoor slechts een zeer beperkte investering in funderingsmateriaal nodig is: in deze case studie waren dat 6 tweedehands stelcon platen. Als de voet voor de houten kolom dan ook nog van vezelversterkt biobased materiaal gemaakt kan worden, wordt de impact zeer laag. ( Overigens, de woning was zo licht, dat er een extra anker nodig was om de windlast te weerstaan.)

Wellicht is voor ramen zelfs een kozijnloze oplossing mogelijk, maar dat hangt er vanaf hoe innovatief de bouwwereld zal zijn.

Materiaal van de bouwplaats zelf gebruiken, is in de rest van de wereld een zeer gebruikelijke optie, zoals met leem en bamboe bijvoorbeeld. De meerderheid woont in dergelijke woningen (zie vorige art.) maar in Nederland wat lastiger natuurlijk, op zijn minste vanwege de bewonerswensen. Bovendien vergt dat land, en aangezien wij in het derde of vierde drukst bevolkte land ter wereld wonen is land schaars. Al komen de aardewoningen in Olst in de buurt. ( iemand die al eens doorgerekend?) [2]

Meer voor de hand ligt, in onze overgereguleerde samenleving. dat de industrie aan de bak moet. Immers dat is twee vliegen in een klap: die industrie moet toch overgaan op hernieuwbare energie, en als alle producten 0-embodied energie geleverd worden, dan is het probleem in de bouw ook grotendeels opgelost. Wat voor de bouw embodied energie is, is in feite 0-operationele energie voor de productie sector: Zij moeten met hernieuwbare energie gaan produceren, en hun proces dus 0-energie maken. Er zijn overigens al bedrijven die in die richting komen. Die cijfers zien we echter niet terug in embodied energie berekeningen omdat daar meestal van en industrie gemiddelden wordt uitgegaan, en gerekend naar primaire energie. Die bedrijven zijn dus met de huidige benaderingen in het nadeel, ondanks dat ze voorop lopen.

Installaties vormen overigens nog een lastige. Die zijn vrijwel allemaal en altijd van metalen gemaakt. Waarbij het opvallend is dat voor de apparaten vrijwel geen cijfers met betrekking tot embodied energie bekend zijn. Er is daar een grote achterstand in onderzoek ( en transparantie). En het is duidelijk dat juist het aantal installaties (- componenten) steeds meer toeneemt.

Transport, dat ook onderdeel uitmaakt van embodied energie, laat ik hier even buiten beschouwing

Dit is natuurlijk slechts een korte verkenning van de rol van embodied energie, of beter 0-CO2 emissies) maar de komende jaren zal dit een steeds grotere rol gaan spelen, niet in de laatste plaats door EU beleid, dat sterk focust op materialen. En dat zal de bouwpraktijk gaan veranderen. Zoals ik al in eerdere bijdragen heb laten zien, is embodied energie tov operationele energie (nog) kleiner, maar de emissies gerelateerd aan embodied energie opgeteld voor de hele Nederlandse bouwproductie gaan al over het 1,5 graden CO2 budget heen, en vormen de helft van het 2 graden budget. Het is dus enorm relevant om ook daar te reduceren. Biobased bouwen, bouwen met hernieuwde materialen , is dan onvermijdelijk. En ook al zou de niet-hernieuwde materiaal industrie (mineralen, metalen) alles met hernieuwbare energie willen produceren, dan nog kost dat weer een enorme ( materiaal en energie) investering in windturbines en zonnepanelen. Dan is het slimmer om direct met hernieuwde materialen te bouwen waarvoor de embodied energie al veel lager ligt, met dus ook een veel lagere behoefte aan windturbines en zonnepanelen in de energievoorziening van de industrie. Overigens is er dus wel behoefte aan een protocol om Embodied energy formeel in de bouw te introduceren, [2] zelf heb ik al vaker gepleit voor een EEPC ( embodied energy prestatie coëfficiënt) naast de EPC. [3]

Een lage embodied energie trend , in de vorm van een ‘hernieuwde materialen’ trend is wel al enigszins zichtbaar, in de “as van biobased landen”, zoals Oostenrijk, Duitsland en Zweden ( Scandinavië) . Daar zijn ze al veel verder, en er is zelfs een strijd om het hoogste houten gebouw gaande. ( met de aantekening dat dat niet de gewenste ontwikkeling is, hoogbouw heeft in het algemeen een hogere impact heeft per m2 vloer dan laagbouw). Inmiddels begint buiten die ‘as’ de aandacht ook toe te nemen, zelfs in Nederland zie Haut in Amsterdam en Dutch Mountains in Veldhoven. [4,5]

Het werd tijd , na 150 jaar experimenteren sinds de industriële revolutie, met allerlei materialen maar zonder duidelijke richting , zal er eindelijk wat tekening komen in een duurzame architectonische taal en materialisatie: aan de hand van het embodied energie/ 0-CO2 emissie criterium.

Er is overigens nog een belangrijk criterium dat bij dit alles een rol speelt: De levensduur: De embodied impact bij aanvang is belangrijk, natuurlijk, maar hoe langer een gebouw ( of produkt) meegaat, hoe lager die impact wordt per jaar van functie-voorziening: Een gebouw dat 100 jaar ipv 50 meegaat, heeft slechts de helft van de embodied energie, of CO2 emissies , gemiddeld over de jaren. Dus naast een lage of 0-embodied energie bij aanvang, is ook de levensduur een belangrijk element. ( dus ook met behoud van bestaande gebouwen)

We zijn dan goed bezig, maar zijn er dan overigens nog niet: het kost nog steeds materiaal zelf om te bouwen, en daarmee uitputting en landbeslag veroorzakend. Met ander woorden: we moeten ook naar een 0-materiaal woning toe werken. …. Maar die bewaar ik nog even…

 

 

[1] M Asif, T Muneer and J Kubie Sustainability analysis of window frames, Building Serv Eng Res Technol 2005; 26; 71, DOI: 10.1191/0143624405bt118tn

[2] https://www.aardehuis.nl/en/

[3] Dixit, M. et all, Need for an embodied energy measurement protocol for buildings: A review paper , Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 3730–3743

[4] http://ronaldrovers.nl/embodied-energy-performance/

[5] https://hautamsterdam.nl/en/

[6] https://innovationorigins.com/nl/dutch-mountains-wordt-grootste-houten-gebouw-ter-wereld/

LinkedInFacebookShare

admin