Vijf Delftse oplossingen voor circulariteit in gebouwde omgeving

Gevelpanelen van walnootschillen, een extra woonlaag van biobased materialen bovenop een flat of zelfs een compleet gebouw van aangestampte aarde – klinkt een tikje futuristisch? Niet voor deze vijf Delftse bouwkundestudenten. Zij zijn ervan overtuigd: de toekomst van de bouw is circulair.

De bouwsector zorgt voor een aanzienlijk deel van de wereldwijde CO₂-uitstoot, en ook voor veel afval, terwijl bouwmaterialen nog nauwelijks op grote schaal worden hergebruikt of gerecycled. Daarom worden Delftse bouwkundestudenten uitgedaagd om vernieuwende concepten te bedenken voor duurzamer en circulair bouwen. Dit jaar zijn vijf bijzondere projecten bekroond met de Circularity in the Built Environment Graduation Awards. Dit zijn de winnaars.

#1 – Een eeuwenoude bouwtechniek in een modern jasje

Net als veel andere landen staat Duitsland voor een grote woningbouwopgave. De bouwtechniek rammed earth – aangestampte aarde – kan helpen om deze opgave op een milieuvriendelijke manier in te vullen. In haar afstudeerproject Let’s build a landfill onderzocht Larissa Götze hoe we de eeuwenoude techniek van aangestampte aarde een nieuw leven kunnen inblazen om duurzame wanden te produceren.

Afgegraven grond uit onze bodems bevat een mengsel van grind, zand, slib en klei – precies de grondstoffen die nodig zijn voor rammed earth. Door deze in de juiste verhouding te mengen met water, ontstaat een bouwmateriaal waarmee stevige wanden kunnen worden gemaakt. Het materiaal heeft een lage CO₂-voetafdruk en vormt daarmee een duurzaam alternatief voor beton.

Larissa ontdekte dat rammed earth ook prefab geproduceerd kan worden, zelfs met behulp van robots. Ze ontwikkelde een productieschema waarmee bestaande bouwfabrieken omgebouwd kunnen worden tot rammed earth-fabrieken, waardoor de techniek op grote schaal ingezet kan worden voor duurzame woningbouw.

#2 – Lokale gewassen als bouwmateriaal om klimaatdoelen te halen

Het toevoegen van een extra woonlaag aan flatgebouwen, oftewel optoppen, is een duurzame manier om nieuwe woningen te creëren, omdat er geen nieuwe betonfundering nodig is. Wanneer dit optoppen gebeurt met biobased materialen in plaats van staal, wordt het nóg milieuvriendelijker. In zijn afstudeerproject 100.000 biobased top-ups keek Frank Vahstal naar hoe we de klimaatimpact van woningbouw kunnen verminderen door gebruik te maken van lokaal geproduceerde gewassen.

Frank bestudeerde daarvoor de milieu-impact van verschillende materialen – zoals hout, vlas, hennep, stro, olifantsgras, lisdodde en zeewier – en onderzocht waar deze gewassen in Nederland geteeld kunnen worden. Hij ontwikkelde een aanpak voor de drie belangrijkste landschapstypen in Nederland: klei-, zand- en veenbodems. Uit zijn berekeningen blijkt dat we hiermee wat betreft woningbouw binnen de gestelde doelen van het Klimaatakkoord kunnen blijven.

#3 – Een circulaire keten (in Nederland) voor neodymium magneten

In haar afstudeerproject Extractivism to Circularism onderzocht Preksha Rautela hoe Nederland een circulaire keten kan opzetten voor neodymium magneten, die belangrijk zijn voor onder andere elektronische apparatuur en windturbines. Preksha schetste vier verschillende scenario’s voor hoe zo’n circulaire keten eruit zou kunnen zien. Voor elk scenario werd gekeken naar het benodigde landgebruik, de infrastructuur, de ecologische impact, de benodigde energievoorziening en de haalbaarheid op de lange termijn.

Het resultaat is een ontwerp met een ruimtelijke visie voor Nederland, waarin wordt aangegeven waar mogelijkheden liggen voor het inzamelen, recyclen en fabriceren van deze magneten. Maar misschien nog wel belangrijker dan de uitkomst zelf, is de methode van “scenario building” die Preksha heeft ontwikkeld. Deze aanpak kan namelijk ook gebruikt worden om circulaire ketens voor andere kritieke grondstoffen te onderzoeken.

#4 – Een ontwerp voor circulaire systemen in een naoorlogse wijk

In haar afstudeerproject Circularity of the everyday schetste Elena Grimbacher een ontwerp voor circulaire systemen in de naoorlogse wijk Schalkwijk in Haarlem. Ze ging na hoe circulaire systemen voor water, energie en voedsel gecreëerd kunnen worden en betrok hierbij bewoners, ondernemers en andere lokale stakeholders.

Wijken uit de jaren '50 en '60 hebben vaak verouderde infrastructuur en een sobere inrichting. Het groen bestaat meestal uit grasvelden tussen de monotone bouwstructuren. Toch schuilt hier veel potentie. Zo kunnen grasvelden bijvoorbeeld worden omgetoverd tot plekken met fruitbomen of moestuinen. Bovendien staan veel wijken aan de rand van de stad in verbinding met de polder en oppervlaktewater, wat kansen biedt voor energieopwekking en het opslaan van regenwater voor circulair gebruik.

Doel van haar onderzoek was om een “pattern language” te ontwikkelen die stakeholders – zoals beleidsmakers, voedselproducenten, stedenbouwkundigen en afvalinzamelaars – kunnen gebruiken bij het maken van keuzes. De aanpak van Elena kan niet alleen in Schalkwijk, maar ook in andere naoorlogse wijken in Nederland toegepast worden.

#5 – Regenwerende gevelpanelen gemaakt van walnootschillen

Kunnen we afvalstromen van voedsel gebruiken als bouwmateriaal? Die vraag stond centraal in het afstudeerproject Bio-composites from food-waste van Lara Neuhaus. In dit project ontwikkelde Neuhaus een biobased composiet gemaakt van walnootschillen. De eerste materiaaltesten zijn veelbelovend. Met haar werk hoopt ze niet alleen nieuwe toepassingen voor afval te vinden, maar ook een verandering in het denken teweeg te brengen.

Lara gebruikte koffiedik en walnootschillen om een composiet te maken door deze te mengen met hars en onder hoge druk samen te persen op 150 graden. Vervolgens onderzocht ze de buigsterkte, de bestendigheid tegen water en vorst, en de stootvastheid van het materiaal. Het composiet van walnootschillen presteerde het beste. Het enige bouwmateriaal dat beter scoort wat betreft CO₂-voetafdruk is hout, maar dat moet eerst worden verbouwd. Afval van de voedingsindustrie is echter al geproduceerd, wat het tot een goedkoop en duurzaam alternatief maakt.