Duurzaam construeren met materialen

Transcriptie

1 Duurzaam construeren met materialen Over de CO 2 emissie van beton, staal en hout Auteur: em.prof.ir. Frans van Herwijnen Redactie: Commissie Vakmanschap VNconstructeurs Duurzaam construeren met materialen 2013

2 Inhoudsopgave Inleiding Materiaal-gebonden milieubelasting van constructiematerialen CO2 emissie van hoofddraagconstructies Inleiding Waarom aandacht voor reductie van de CO 2 emissie? Wat verstaan we onder de CO 2 emissie? Rekenvoorbeeld latei in metselwerkwand Rekenvoorbeeld hoofddraagconstructie bedrijfshal Nationale Databanken met EC-waarden Internationale databanken Kritische beoordeling van milieudata Berekening van de CO2 emissie van gebouwconstructies Beton CO 2 emissie winning & transport grondstoffen Productie van beton CO 2 emissie van een m 3 prefab beton CO 2 emissie van een m 3 ter plaatse gestort beton MRPI blad voor betonmortel Levert de carbonatatie van beton nog een positieve bijdrage? Levert betongranulaat nog een positieve bijdrage? Levert een zeer hoge betonsterkte (ZHSB en UHSB) nog een positieve bijdrage? Levert een holle vloer nog een positieve bijdrage? Kan de kringloop van beton gesloten worden? Milieuvriendelijke cementen Reductie van de CO 2 uitstoot van betonconstructies Informatie Staal CO 2 emissie van constructiestaal CO 2 emissie van bijzondere staalsoorten CO 2 emissie van conserveerlagen CO 2 emissie van brandwerende bekleding Beperking van de milieubelasting van staalconstructies Technische Commissie Duurzaamheid (TC1) Informatie Hout De belangrijkste mogelijkheden om de CO 2 reductie van hout te gebruiken: Informatie Duurzaam construeren met materialen

3 Inleiding Duurzaamheid vormt, naast maakbaarheid en haalbaarheid, nu en in de toekomst het belangrijkste criterium waarop een constructief ontwerp beoordeeld moet worden. De afgelopen jaren lag de focus bij duurzaam ontwerpen vooral op beperking van het energieverbruik, het zoveel mogelijk gebruikmaken van duurzaam opgewekte energie en het zo efficiënt mogelijk gebruik van fossiele brandstoffen voor de resterende energiebehoefte (de zogenaamde trias energetica ). Naarmate gebouwen steeds meer energieneutraal worden, wordt de materiaal-gebonden milieubelasting in relatieve zin steeds belangrijker. Dit was voor de commissie Vakmanschap van VNconstructeurs de reden om voor 2013 duurzaam construeren met materialen als jaarthema te kiezen. Doelstelling hierbij was om de huidige kennis op dit gebied te inventariseren, toegankelijk te maken voor de constructief ontwerper, en aanbevelingen te doen op welke wijze de milieubelasting van constructies in staal en beton gereduceerd kan worden. De resultaten van deze inventarisatie vindt u in het voorliggende rapport. Milieubelasting Om de materiaal-gebonden milieubelasting van een draagconstructie van een gebouw in één getal te kunnen uitdrukken, berekenen we de totale milieukosten die horen bij de toegepaste constructiematerialen en de daarbij behorende hoeveelheden. Daarbij worden volgens de in hoofdstuk 1 beschreven methodiek maar liefst 11 milieueffecten meegenomen. Door de milieubelasting uit te drukken in één getal wordt niet duidelijk welke oorzaken bepalend zijn voor de hoogte van de milieubelasting, en hoe de constructief ontwerper hierop kan sturen. Bij de meest toegepaste constructiematerialen (beton en staal) geldt echter dat de CO 2 emissie de grootste bijdrage levert aan de milieubelasting. Daarom wordt in dit rapport vooral aandacht gegeven aan de CO 2 emissie van de constructiematerialen staal, beton en hout. CO2 emissie In hoofdstuk 2 wordt allereerst stilgestaan bij het belang van beperking van de CO 2 emissie voor het klimaat op aarde. Vervolgens laten we zien dat de CO 2 emissie betrekking heeft op alle levensfasen van een bouwmateriaal, -product of component. Onderlinge vergelijking van CO 2 emissies is alleen relevant wanneer daarbij dezelfde levensfasen in beschouwing worden genomen en wanneer dit betrekking heeft op vergelijkbare functionele eenheden. Databanken en rekentools De waarden voor de CO 2 emissies zijn vastgelegd in databanken, die nader worden beschreven. Bijzondere aandacht wordt gegeven aan het kritisch beoordelen van al deze databanken, waarbij het beschouwen van de achtergronden en gehanteerde uitgangspunten cruciaal is voor een goede beoordeling. In hoofdstuk 3 wordt hier verder op ingegaan, gerelateerd aan gebouwconstructies en beschikbare rekentools worden beschreven. Materialen In de volgende drie hoofdstukken (4, 5 en 6) wordt per constructiemateriaal de achtergronden bij de bepaling van de CO 2 emissies gegeven, zodat de constructief ontwerper de waarden die in diverse publicaties worden gegeven op de juiste wijze kan beoordelen. Duurzaam construeren met materialen

4 Aanbevelingen Elk hoofdstuk wordt afgesloten met aanbevelingen om te komen tot beperking van de CO 2 emissie bij toepassing van het betreffende constructiemateriaal, en relevante literatuur waarin meer te lezen valt over het onderwerp. Duurzaam construeren met materialen

5 1. Materiaal-gebonden milieubelasting van constructiematerialen Naarmate gebouwen steeds meer energieneutraal worden, wordt de materiaal-gebonden milieubelasting 1 in relatieve zin steeds belangrijker. Om de materiaal-gebonden milieubelasting te kunnen vaststellen wordt gebruik gemaakt van de LCA: LevensCyclusAnalyse. Daarbij worden voor alle levensfasen van een materiaal (van grondstofwinning, productie, gebruik, sloop/demontage, recycling/hergebruik tot finale afvalverwerking) de milieueffecten vastgesteld. Deze milieueffecten hebben betrekking op emissies (uitstoot van voor mens en milieu schadelijke stoffen), uitputting van grondstoffen en energiedragers, en landgebruik. In onderstaande tabel zijn de milieueffectcategorieën opgenomen die volgens de Bepalingsmethode Milieuprestatie van Gebouwen en GWW-werken in beschouwing moeten worden genomen 2 : Milieueffectcategorie (Equivalent)Eenheid Broeikas effect kg CO 2 eq. 0,05 Ozonlaag aantasting kg CFK-11 eq. 30,00 Humane toxiciteit kg 1,4-DCB 3 eq. 0,09 Zoetwater aquatische kg 1,4-DCB eq. 0,03 toxiciteit Mariene aquatische kg 1,4-DCB eq. 0,0001 toxiciteit Terrestrische toxiciteit kg 1,4-DCB eq. 0,06 Fotochemische kg C 2 H 4 eq. 2,00 oxydantvorming (smog) Verzuring kg SO 2 eq. 4,00 Eutrofiëring (vermesting) kg PO 4 eq. 9,00 Milieukosten ( per kg equivalent) Uitputting biotische grondstoffen Uitputting abiotische grondstoffen Uitputting fossiele energiedragers mbp 4 Niet beschikbaar 5 kg antimoon (Sb eq.) 0,16 kg antimoon (Sb eq.) 0,16 Landgebruik 6 PDF*m 2 *jaar Niet beschikbaar 7 Tabel 1: overzicht milieueffectcategorieën met bijbehorende milieukosten (bron: Bepalingsmethode Milieuprestatie Gebouwen en GWW-werken) 1 Verderop laten we zien dat een goede vergelijking gemaakt wordt o.b.v. de milieukosten per functionele eenheid. 2 Bron: Bepalingsmethode Milieuprestatie Gebouwen en GWW-werken d.d DCB = dichloorbenzeen 4 mbp = milieubelastingpunten 5 In de Bepalingsmethode 2011 hoeven, analoog aan NEN 8006, nog geen gegevens te worden meegenomen over biotische uitputting 6 PDF = Potential Depletion Factor 7 In de Bepalingsmethode 2011 hoeven, analoog aan NEN 8006, nog geen gegevens te worden meegenomen over effecten van landgebruik Duurzaam construeren met materialen

6 Voor elk milieueffect zijn milieukosten, ook wel schaduwkosten genoemd, bepaald per eenheid. Deze milieukosten geven een indicatie van de maatschappelijke kosten voor het bestrijden van de gevolgen (emissie en uitputting) van een milieueffect. Om de materiaal-gebonden milieubelasting van een draagconstructie van een gebouw in één getal te kunnen uitdrukken, berekenen we de totale milieukosten die horen bij de toegepaste constructiematerialen en de daarbij behorende hoeveelheden. De milieukosten moeten worden vastgesteld conform de door het Bouwbesluit 2012 aangewezen "Bepalingsmethode Milieuprestatie Gebouwen en GWW-werken, inclusief de daarin opgenomen geharmoniseerde Nationale Milieudatabase. In deze database zijn voor de meest toegepaste bouwmaterialen hun zogenaamde milieuprofielen opgenomen: de materiaal-specifieke waarden voor de in tabel 1 genoemde milieueffecten. Per constructie-onderdeel wordt het milieuprofiel (met de in equivalenten uitgedrukte milieueffecten) vermenigvuldigd met de milieukosten getallen per milieueffect (volgens tabel 1) en daarna vermenigvuldigd met de massa van het constructie-onderdeel. Door het sommeren van alle milieukosten ontstaat een totaal milieukosten plaatje, met een gewogen score in één getal. In formulevorm: Totale milieukosten = Σ {massa x Σ (milieukosten milieueffect x milieuprofiel)} Bekijken we de milieukosten van de meest voorkomende constructiematerialen staal en beton(mortel), dan zien we dat het broeikaseffect de grootste bijdrage levert in de milieubelasting van deze materialen. Bij constructiestaal bepaalt het broeikaseffect ten gevolge van de emissie van CO 2 voor 67% (59% bij beschouwing van de volledige levensloop) de milieukosten, en bij betonmortel voor 56% (zie tabel 2 en 3). Op de tweede plaats komt de verzuring ten gevolge van de emissie van SO 2. Dit zwaveldioxide komt hoofdzakelijk vrij bij de verbranding van kolen en olie, en is daarmee voor een belangrijk deel gerelateerd aan de emissie van CO 2. In de tabellen 2 en 3 zijn de bijdragen van het broeikaseffect en de verzuring met grijs gemarkeerd. Duurzaam construeren met materialen

7 Milieukosten ( per kg equivalent) Milieuprofiel kg per ton 8 Milieukosten per ton Broeikas effect 0,05 927,60 (472,90) 46,38 (23,65) Ozonlaag aantasting 30,00 1,874E -5 (23,07E -6) 0,001 (0,000) Humane toxiciteit 0,09 38,94 (40,36) 3,505 (3,632) Zoetwater aquatische 0,03 3,275 (2,038) 0,098 (0,061) toxiciteit Mariene aquatische 0, (8322) 0,73 (0,832) toxiciteit Terrestrische toxiciteit 0,06 0,513 (0,4473) 0,031 (0,027) Fotochemische 2,00 0,347 (0,1993) 0,694 (0,399) oxydantvorming Verzuring 4,00 3,483 (2,298) 13,932 (9,192) Eutrofiëring 9,00 0,397 (0,3186) 3,573 (2,867) (vermesting) Uitputting abiotische 0,16-7,86 E -5 (24,2 E-6) - 0,00 (0,000) grondstoffen Uitputting fossiele 0,16 5,355 (3,005) 0,857 (0,481) energiedragers Totaal 69,80 ( 41,14) Tabel 2: Overzicht milieukosten per milieueffect voor 1 ton constructiestaal (bron: MRPI) Milieueffectcategorie Milieueffectcategorie Milieukosten ( per kg equivalent) Milieuprofiel kg per kubieke meter 9 Milieukosten per kubieke meter Broeikas effect 0,05 131,0 6,55 Ozonlaag aantasting 30,00 5,91 E -6 0, Humane toxiciteit 0,09 21,7 1,953 Zoetwater Aquatische 0,03 0,469 0,014 toxiciteit Mariene Aquatische 0, ,468 toxiciteit Terrestrische toxiciteit 0,06 0,206 0,012 Fotochemische 2,00 0,0521 0,104 oxidantvorming Verzuring 4,00 0,566 2,264 Eutrofiëring 9,00 0,080 0,72 (vermesting) Uitputting abiotische 0,16 2,58 E -4 0, grondstoffen Uitputting fossiele 0,16 0,501 0,08 energiedragers Totaal 12,17 Tabel 3: overzicht milieukosten per milieueffect voor 1 m 3 betonmortel C 30/37 XC1 S3(bron: MRPI) Bij beton geldt dat cement de grootste invloed heeft op vrijwel alle milieueffecten. 8 Hierbij zijn alleen de fasen productie en transport naar de bouwplaats meegenomen. De waarden tussen haakjes gelden voor de fasen productie t/m recycling. 9 Hierbij is alleen de fase productie van betonmortel vanuit de grondstoffen meegenomen. Duurzaam construeren met materialen

8 In plaats van alle milieueffecten in beschouwing te nemen, zoals gebeurd bij een full-scale LCA, kunnen we ook versmallen naar een enkele milieu-indicator. Voor een eerste indicatie van de milieubelasting van constructiematerialen moeten we ons dan vooral richten op de CO 2 emissie 10. Hiermee wordt een onderlinge vergelijking van alternatieve constructieontwerpen met verschillende materialen en hoeveelheden in de Voorontwerp fase een stuk eenvoudiger. Bij een beoordeling op basis van de CO 2 emissie moeten we ons wel bewust zijn van het feit dat andere thema s, waaronder beschikbaarheid van grondstoffen, daarbij onderbelicht blijven. 10 In dit document spreken we verder over CO2 emissie waar het gaat om de milieu-effectcategorie Broeikaseffect ofwel kg CO 2 equivalent. Duurzaam construeren met materialen

9 2. CO2 emissie van hoofddraagconstructies 2.1. Inleiding De bijdrage in het totale energieverbruik in Nederland door de gebouwde omgeving bedraagt ca. 35%. Dit veroorzaakt ca. 30% van de nationale CO 2 (koolstofdioxide) emissie. We zijn ons hiervan de laatste decennia steeds meer bewust geworden. Beperking van de CO 2 emissie is gewenst, om de gevolgen voor ons klimaat te kunnen beperken. De strategie hierbij is beperking van het energieverbruik (voor het verwarmen en koelen van gebouwen) en beperking van de materiaal-gebonden CO 2 emissie van gebouwen. Met bestaande technologieën en slimme strategieën is de door Europese regelgeving vereiste energieneutraliteit van nieuwbouw vanaf 2020 nu al binnen handbereik. Het is daarom van belang om de focus te gaan verleggen naar de materiaal-gebonden CO 2 emissie van gebouwen. Aangezien de hoofddraagconstructie van een gebouw voor ca. 60% het totale materiaalgebruik bepaalt, moet de focus bij de reductie van het materiaalgebruik en de bijbehorende CO 2 emissie 11 vooral liggen op de hoofddraagconstructie Waarom aandacht voor reductie van de CO 2 emissie? Door het broeikaseffect wordt de atmosfeer opgewarmd. De kortgolvige UV-straling van de zon bereikt de Aarde door de dampkring en verwarmt haar oppervlak. Het aardoppervlak zendt de geabsorbeerde straling terug in de vorm van langgolvige infrarode straling. Deze is minder sterk dan de invallende straling en kan niet door de barrière heendringen van atmosferische gassen, die bekend staan als broeikasgassen. Door dit natuurlijke broeikaseffect blijft de gemiddelde temperatuur op aarde vrij constant 12. We zien echter dat de gemiddelde temperatuur op aarde sinds het begin van de 20 ste eeuw met ongeveer 0,75 C is gestegen (zie grafiek 2.1). In Nederland verliep de opwarming sinds 1950 zelfs tweemaal zo snel. Volgens het IPPC (Intergovernmental Panel on Climate Change) is het zeer waarschijnlijk dat deze temperatuurstijging (global warming) een gevolg is van de klimaatverandering (climate change) veroorzaakt door menselijke activiteiten. Door de verbranding van fossiele brandstoffen, ontbossing en bepaalde industriële en agrarische activiteiten stijgt de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. Modelberekeningen geven aan dat de temperatuur met 1,1 tot 6,4 C zal stijgen tussen 1990 en 2100, bij gelijkblijvende uitstoot van broeikasgassen. Temperatuurstijgingen van 2 C brengen al grote veranderingen met zich mee voor mens en milieu, door zeespiegelstijgingen 13, toename van droogte- en hitteperioden, extreme neerslag en andere effecten. 11 Dit betekent overigens niet dat de CO2 emissie eveneens 60% bedraagt; uit berekeningen blijkt dat deze meer in de orde van grootte van 50% ligt. 12 Zonder het natuurlijke broeikaseffect zou de gemiddelde temperatuur op aarde dalen van 15 C naar -18 C. 13 Deskundigen wijzen ook op het optreden van maaivelddalingen door winning van gassen en aardolie resp. door samendrukbare lagen in de ondergrond, waardoor een relatieve stijging van de zeespiegel optreedt. Duurzaam construeren met materialen

10 Figuur 2.1 : Mondiale temperatuurstijging in de afgelopen eeuw (ontleend aan www. Natuurkalender.nl) Figuur 2.2 : relatie tussen gemiddelde temperatuur op aarde en de concentratie van CO 2 in de atmosfeer over de periode 1880 tot 2000 (ontleend aan De subtiele balans tussen biosfeer (leven), hydrosfeer (water), geosfeer (gesteenten) en atmosfeer (lucht), beschreven in het symbiotische wereldbeeld, dreigt als gevolg van menselijke activiteiten te worden verstoord. Maar ook de cyclus van fotosynthese en biologische verbranding, waarbij water en koolstofdioxide onder invloed van zonlicht worden omgezet in zuurstof en biomassa, en daarna door biologische verbranding weer worden omgezet in water en koolstofdioxide, wordt verstoord. Om de global warming een halt toe te roepen moet de uitstoot van broeikasgassen sterk worden teruggebracht. In 1997 werd door 174 landen het Kyoto-Protocol gesloten, dat na ratificatie door alle deelnemende landen op 16 februari 2005 in werking is getreden. Met dit verdrag zijn industrielanden overeengekomen om de uitstoot van broeikasgassen - o.a. koolstofdioxide (CO 2 ), methaan (CH 4 ), lachgas (N 2 O) en een aantal fluorverbindingen (CFK s, PFK's en zwavelhexafluoride (SF 6 )) - in de periode van 2008 tot 2012 met gemiddeld 5,2% te verminderen ten opzichte van het niveau in Nederland moet zelfs 6% minder uitstoten. Duurzaam construeren met materialen

11 Daarnaast heeft Nederland zich gecommitteerd aan de doelstellingen voor het jaar 2020: 20% duurzaam opgewekte energie, 20% CO 2 -vermindering ten opzichte van het referentiejaar 1990 en 20% energiebesparing om weer op het niveau van de energieconsumptie van 1990 te komen. De energiesector, industrie & bouw en transportsector zijn de drie sectoren die de grootste bijdrage leveren aan de CO 2 emissie in Nederland, direct gevolgd door de particuliere huishoudens (zie tabel 2.1). Over de afgelopen twee decennia zien we een absolute stijging van de totale CO 2 emissie in Nederland. Pas in 2011 zien we voor het eerst een daling van de CO 2 emissie optreden. Om tot de doelstellingen te komen moet er echter nog een lange weg worden afgelegd. De bouw moet daarin een belangrijke bijdrage leveren, aangezien uit onderzoek blijkt dat naar schatting 30% van de totale CO 2 emissie in Nederland gerelateerd is aan het bouwproces (nieuwbouw, renovatie en onderhoud) en het gebruik van gebouwen en woningen. Van de totale milieubelasting over de levensduur van gebouwen is het energieverbruik momenteel nog verreweg dominant met een aandeel van 75 tot 85%, tegenover het materiaalaandeel van 15 tot 25%. Zodra we geen of nauwelijks nog milieubelasting voor energie hoeven te rekenen omdat we energie-neutrale gebouwen maken, wordt het materiaal aandeel in relatieve zin dominant. Dit vormt de belangrijkste reden om tot een verdere reductie van de materiaal-gebonden CO 2 -emissie in de bouw te komen. Hierbij moeten we ons niet alleen richten op het productieproces van bouwmaterialen, maar ook op het transport van bouwmaterialen, - producten en componenten naar de bouwplaats, de montage op de bouwplaats, het onderhoud gedurende de gebruiksduur en het afdanken aan het einde van de functionele levensduur. Constructie adviseurs bepalen bij het ontwerpen van constructies voor een belangrijk deel het materiaalgebruik van een gebouw, en de wijze waarop de draagconstructie in de bouwfase geproduceerd, getransporteerd, gebouwd c.q. gemonteerd, in de gebruiksfase onderhouden en aan het eind van de functionele levensduur weer gesloopt en gerecycled c.q. gedemonteerd en hergebruikt kan worden. Daarom is het noodzakelijk dat constructie adviseurs bij het ontwerpen van constructies rekening houden met de milieu invloeden daarvan, in het bijzonder de beperking van de uitstoot van broeikasgassen 14 gedurende de hele levensduur van een constructie. Om dit te bereiken is praktische informatie noodzakelijk over de totale emissie van CO 2 (embodied carbon of Global Warming Potential - GWP) die betrekking heeft op de totstandkoming, het gebruik en het afdanken van (hoofddraagconstructies van) gebouwen. 14 Om de invloed van de verschillende broeikasgassen te kunnen optellen, worden de emissiecijfers omgerekend naar zogeheten CO 2 -equivalenten. Eén CO 2 -equivalent staat gelijk aan het effect dat de uitstoot van 1 kg CO 2 heeft. De uitstoot van 1 kg stikstofdioxide (N 2 O) staat gelijk aan 310 CO 2 -equivalenten en de uitstoot van 1 kg methaan (CH 4 ) aan 21 CO 2 -equivalenten. De fluor(chloor)gassen hebben elk een hoge CO 2 -equivalent, maar omdat de uitgeworpen hoeveelheden relatief klein zijn, is hun bijdrage aan het landelijk totaal gering. Duurzaam construeren met materialen

12 Energie 52,7 62,2 66,3 64,7 60,3 Industrie +bouw 39,8 33,3 33,3 33,1 31,4 Particuliere huishoudens 19,7 19,4 18,3 21,0 17,1 Stationaire bronnen 16,6 18,0 19,3 24,5 20,5 Mobiele bronnen 30,4 37,0 38,7 38,1 38,2 Totaal 159,2 169,9 175,9 181,4 167,5 Tabel 2.1 : Emissie van CO 2 in Mton per jaar voor Nederland, berekend volgens de IPCC- voorschriften (bron: CBS, 1 maart 2013) Figuur 2.3 : Uitstoot van koolstofdioxide en overige broeikasgassen in Nederland over de periode (Bron: CBS) 2.3. Wat verstaan we onder de CO 2 emissie? 15 Met betrekking tot de hoofddraagconstructie verstaan we onder de totale CO 2 emissie (embodied carbon) de totale hoeveelheid koolstofdioxide die vrijkomt bij de totstandkoming van de hoofddraagconstructie. Hierbij beschouwen we niet alleen de hoeveelheid koolstofdioxide die vrijkomt bij de winning van materialen en de productie van halffabricaten, maar ook de emissie van koolstofdioxide bij de productie van bouwmaterialen, -producten en componenten, het transport daarvan naar de bouwplaats, en de montage op de bouwplaats. Natuurlijk moeten we ook de hoeveelheid koolstofdioxide meenemen die vrijkomt bij onderhoud, reparaties, renovaties en vervanging van bouwdelen tijdens de gebruiksfase, evenals bij sloop, demontage en recycling aan het einde van de functionele levensduur. Echter, deze hoeveelheden zijn moeilijk exact te voorspellen, waardoor ze meestal meegenomen worden als een percentage van de initiële hoeveelheden t/m de bouwfase 16. Naast de totale CO 2 emissie kennen we ook het begrip embodied energy : dit is de hoeveelheid energie die verbruikt wordt bij de totstandkoming van een gebouw. In veel gevallen is er een directe relatie tussen de emissie van CO 2 en het energieverbruik, aangezien een groot deel van de CO 2 emissie van de mens wordt veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen. Dit is met name het geval tijdens de gebruiksfase van een gebouw. Echter, in sommige gevallen ontstaat een significante emissie van koolstofdioxide als gevolg van chemische reacties bij het productieproces. Het meest 15 Bron: A short guide to embodied carbon in building structures, The Institution of Structural Engineers, August 2011, page Voor een materiaal als staal wordt altijd de hele levenscyclus beschouwd, van de winning van ijzererts t/m de recycling van staalschroot. Duurzaam construeren met materialen

13 duidelijke voorbeeld in de bouwsector is het productieproces van cement, waarbij calciumcarbonaat wordt omgezet in calciumoxide, met koolstofdioxide als bijproduct. In dit soort gevallen is de embodied carbon de som van de CO 2 emissie die hoort bij de verbruikte energie in het productieproces en de CO 2 productie als gevolg van de chemische reacties tijdens het productieproces. Voor een basismateriaal als staal en cement kan de CO 2 emissie bepaald worden door alle relevante stappen in het productieproces te identificeren. Vervolgens kan voor elke processtap (bijv. winning van grondstoffen, transport naar de fabriek, etc.) de milieu impact worden vastgesteld. Uiteraard kunnen er verschillen optreden in de productieprocessen bij verschillende fabrikanten, die tot significante variaties in de CO 2 emissie zullen leiden. De CO 2 emissies zijn daarom geen exacte waarden, maar geven een indicatie met een nauwkeurigheid van ± 20%. Voor composietmaterialen als betonmortel geldt dat de CO 2 emissie bepaald wordt door de individuele waarden van de samenstellende componenten cement, zand, grind en water pro rato hun mengverhoudingen te sommeren. Voor bouwproducten als een stalen balk of een wapeningsnet moeten de procesbewerkingen die nodig zijn om tot deze producten te komen (walsen, lassen, etc.) ook worden meegenomen. De levensfasen van een bouwmateriaal of -product die bij de berekening van de CO 2 emissie worden meegenomen, kunnen variëren van alleen de productiefase tot de volledige levenscyclus. We onderscheiden: Cradle-to-gate: Alleen de CO 2 emissie bij de winning ( cradle ) en het productieproces tot de fabriekspoort 17 ( gate ) wordt hierbij in beschouwing genomen. Cradle-to-site: Hierbij worden ook het transport naar de bouwplaats en de montage op de bouwplaats in beschouwing genomen. Cradle-to-grave: Hierbij wordt ook de periode tot einde functionele levensduur ( grave ) in beschouwing genomen. Cradle-to-cradle: Hierbij wordt ook de recycling van een product of materiaal meegenomen; dit wordt altijd toegepast bij consumptiegoederen als een koelkast of een personal computer. Winning Productie Transport Montage Sloop / demontage Cradle-to-gate Cradle-to-site Cradle-to-grave Cradle-to-cradle + recycling Tabel 2.2: Levensfasen van bouwmaterialen en producten. De CO 2 emissie-waarden worden uitgedrukt in kg CO 2 per kilogram of m 3 materiaal. Bij (constructie)materialen moeten we ons bewust zijn van het feit dat een onderlinge vergelijking van de emissie-waarden van materialen op basis van massa (kg) of volume (m 3 ) aan materiaal geen inzicht geeft in de milieubelasting van de uit deze materialen samengestelde bouwproducten of bouwelementen. Om tot een goede vergelijking te komen 17 Voor betonmortel geldt dat de gate de uitgang van de betonmortelcentrale is. Duurzaam construeren met materialen

14 moeten we functionele eenheden van bouwproducten of -componenten vergelijken, die voor een specifieke situatie een gelijke prestatie leveren. Alleen dan kunnen we een zinvolle uitspraak doen over de milieubelasting van de uit verschillende materialen samengestelde bouwproducten of -componenten, en tot een verantwoorde keuze komen. De volgende rekenvoorbeelden illustreren dit Rekenvoorbeeld latei in metselwerkwand Vergelijken we een stalen en gewapend betonnen balk met een bepaalde overspanning en draagcapaciteit, dan zal de stalen balk minder wegen dan de gewapend betonnen balk. De CO 2 emissie ( cradle-to-gate ) van ter plaatse gestort ongewapend beton (met cement CEM III/A) bedraagt 138 kg CO 2 /m 3 (= 0,058 kg CO 2 /kg), van wapeningstaal 1,65 kg CO 2 /kg, en van profielstaal 1,420 kg CO 2 /kg. De CO 2 emissie-waarde van staal (in kg CO 2 /kg) is meer dan 24x hoger dan van beton. Moeten we nu kiezen voor een betonnen balk, om de laagste CO 2 -emissie te krijgen? Een rekenvoorbeeld geeft het antwoord. Stel een latei in een dragende metselwerkwand moet een opening met een dagmaat van 3 meter overspannen. De opleglengte aan weerszijden bedraagt 200 mm. De rustende belasting t.g.v. vloer en wand bedraagt 6,0 kn/m, en de veranderlijke belasting t.g.v. de vloer bedraagt 5,0 kn/m. Bij een uitvoering van de latei in beton, hebben we een betonbalk (B25) nodig met een afmeting van b x h = 200 x 300 mm 2. De betonbalk wordt gewapend (FeB 500) met 2 Ø 12 (onderwapening), 2 Ø 8 (bovenwapening) en 14 beugels Ø 8. Totaal 13,4 kg wapeningstaal, overeenkomend met 66 kg/m 3 beton. De betonbalk heeft een volume van 3,4 x 0,2 x 0,3 = 0,204 m 3, en weegt 0,204 x 2400 = 490 kgf. De CO 2 emissie bedraagt dan: 490 x 0,058 = 28,4 kg CO 2. Hier komt nog bij: 13,4 x 1,65 = 22,1 kg CO 2 voor de wapening, waarmee het totaal komt op 51 kg CO 2. Bij de uitvoering van de latei in staal hebben we een staalprofiel HE 120A (S235) nodig met een gewicht van 3,4 x 20 = 68 kgf. De CO 2 emissie bedraagt dan: 68 x 1,65 = 112 kg CO 2. Dit is 2,2x van de CO 2 emissie van de betonbalk. Wanneer de stalen balk voorzien moet worden van een brandwerende bekleding (dubbele gipskartonplaten van elk 15 mm), dan komt daar nog bij: 1,2 m 2 à 38,1 kg CO 2 /m 2 = 46 kg CO 2 (bijna even veel als de gehele betonbalk), waarmee het totaal komt op 158 kg CO 2 en de brandwerend beklede stalen balk heeft dan een 3,1x hogere CO 2 emissie dan de betonbalk. Hierbij moet opgemerkt worden dat we de CO 2 emissies cradle-to-gate beschouwd hebben. Maken we dezelfde berekening maar dan met de CO 2 emissies cradle-tocradle dan komt de stalen balk veel gunstiger uit de vergelijking. Het rekenvoorbeeld illustreert hoe voorzichtig we moeten zijn met het trekken van conclusies bij het onderling vergelijken van materialen Rekenvoorbeeld hoofddraagconstructie bedrijfshal Stel we moeten een bedrijfshal ontwerpen van 15 meter breed, 60 meter lang, met een goothoogte van 5 meter en een nokhoogte van 6 meter. Als draagconstructie kunnen we kiezen voor (1) een stalen spant (S235 resp. S460), (2) spanten met prefab betonnen kolommen en liggers of (3) spanten met prefab betonnen kolommen en gelamineerde houten liggers. Zie tabel 2.3. Welke van deze draagconstructies heeft de laagste CO 2 emissie? Door het Bauforumstahl e.v. is in augustus 2011 een studie gepubliceerd Life cycle assessment comparison of a typical single storey building, waarin een vergelijking is gemaakt tussen de volgende vier typen draagconstructies voor de hiervoor genoemde bedrijfshal. Duurzaam construeren met materialen

15 Spanttypen Materiaal spanten Fundering Tweescharnierspant met Staal (S235) Poeren C25/30 voetscharnieren Tweescharnierspant met Staal (S460) Poeren C25/30 voetscharnieren Tweescharnierspant met Kolommen: C30/37 Funderingssloof C25/30 ingeklemde kolomvoeten Liggers: C30/37 Tweescharnierspant met Kolommen: C30/37 Funderingssloof C25/30 ingeklemde kolomvoeten Liggers: BS 16 (gelamineerd) Tabel 2.3: Vier typen draagconstructies voor een bedrijfshal (bron: Bauforumstahl) Voor alle vier spanttypen is de CO 2 emissie bepaald ( cradle-to-gate ), en weergegeven in de 4 e kolom van tabel 2.5. Hieruit blijkt dat de houtconstructie het beste scoort, gevolgd door de prefab betonnen spanten en de stalen spanten. Het loont bij de stalen spanten om een hogere staalsoort toe te passen: S460 in plaats van S235. Conform EN moet ook de einde levensduur scenario s van de constructiematerialen worden meegenomen. Nadat de bedrijfshal buiten gebruik is gesteld en gedemonteerd, worden de constructiematerialen en onderdelen gescheiden in verschillende materiaalfracties en, voor zover mogelijk, hergebruikt in nieuwe toepassingen. Verschillende scenario s moeten daarbij worden beschouwd. Hergebruik van materialen zonder verdere bewerkingen heeft de eerste voorkeur, gevolgd door recycling zonder kwaliteitsverlies. Daarna volgen verbranding (met herwinning opgeslagen energie) en als laatste optie storten als bouwafval. Elk scenario gaat gepaard met een positieve of negatieve milieubelasting. Voor staal wordt uitgegaan van 11% hergebruik en 88% recycling. Voor beton wordt uitgegaan van 71% verwerking tot betonpuingranulaat en 29% stort als betonpuin. Voor hout wordt uitgegaan van volledige verbranding in een houtoven. De CO 2 emissies voor productie en recycling zijn bepaald op grond van onderstaande tabel 2.4: Staal S235 en S460 Beton C25/30 Beton C30/37 wapeningstaal Gelamineerd hout Productie 1,68 0,10 0,11 0,87-1,50 Hergebruik en -0,88 0, ,02 0,00 1,22 19 recycling Totaal 0,80 0,12 0,13 0,87-0,28 Tabel 2.4: CO 2 emissies van materialen toegepast in draagconstructie van de bedrijfshal volgens tabel 2.3. (bron: Bauforumstahl) Op basis van deze uitgangspunten zijn de CO 2 emissies voor de einde levensduur scenario s bepaald, en weergegeven in de 5 e kolom van tabel 2.5. In de 6 e kolom van tabel 2.5 zijn de totale CO 2 emissies opgenomen. We zien dan dat de stalen en houten spanten ongeveer een gelijke totale CO 2 emissie hebben (19 tot 24), en de betonnen spanten het meest ongunstig zijn (37). 18 Grindvervangend betonpuingranulaat 71% / betonpuinstort 29% 19 Bij verbranding van hout komt CO2 vrij Duurzaam construeren met materialen

16 Spanttypen Tweescharnierspant met voetscharnieren Tweescharnierspant met voetscharnieren Tweescharnierspant met ingeklemde kolomvoeten Tweescharnierspant met ingeklemde kolomvoeten Materiaal spanten Totaal gewicht spanten + fundering in ton CO 2 emissie ( cradle-togate ) in kg CO 2 /m 2 bvo CO 2 emissie einde levensduur in kg CO 2 /m 2 bvo Totale CO 2 emissie in kg CO 2 /m 2 bvo Staal (S235) 61, Staal (S460) 65, Kolommen: C30/37 Liggers: C30/37 Kolommen: C30/37 Liggers: BS 16 (gelamineerd) 208, , Tabel 2.5: EC-waarden van vier typen draagconstructies voor een bedrijfshal (bron: Bauforumstahl) 2.6. Nationale Databanken met EC-waarden 1. Nationale Milieudatabase In Nederland zijn de milieueffecten van producten die in de bouw worden toegepast vastgelegd in de Nationale Milieudatabase (zie De database geeft onder andere van basismaterialen informatie over de milieueffecten, zoals emissies (waaronder CO 2 ), uitputting van grondstoffen, toxicologische effecten en aantasting van de ozonlaag. De database wordt beheerd door de Stichting Bouw Kwaliteit (SBK) 20. Doelstelling is om alle beschikbare milieudata voor de Nederlandse bouwsector te uniformeren en te valideren. De Nationale Milieudatabase (NMD) is opgebouwd uit drie onderdelen: (1) Productkaarten database, (2) Basisprofielen database en (3) Afdankscenario database. De NMD bevat op dit moment de volgende categorieën aan getoetste data: 1. Merkgebonden (getoetst door derden t.b.v. fabrikanten en toeleveranciers); 2. Merkongebonden (getoetst door derden met vermelding van representativiteit t.b.v. fabrikanten, branches en toeleveranciers); 3. Merkongebonden (niet getoetst door derden). Getoetste data wil zeggen dat de data getoetst zijn door een onafhankelijke derde conform het SBK-toetsingsprotocol. De ongetoetste data worden alleen aselect gecontroleerd door de Technisch Inhoudelijke Commissie (TIC) van SBK. Data uit categorie 3 zullen geleidelijk aan vervangen worden door data uit categorie 1 en 2, waardoor de kwaliteit van de database en daarmee de betrouwbaarheid van de berekeningen, verder zal toenemen. De leveranciers van de data (bedrijven, branches) zijn overigens zelf verantwoordelijk voor de kwaliteit van hun eigen data. SBK beheert alleen de Nationale Milieudatabase. 20 Op 14 april 2010 is de Stichting Bouwkwaliteit (SBK) aangewezen als beheerder van de bepalingsmethode Materiaal-gebonden milieuprestaties van Gebouwen en GWW-werken inclusief de daaraan verbonden Nationale Milieudatabase. Duurzaam construeren met materialen

17 Alleen de SBK data zijn vrij toegankelijk voor inzage. Om de overige data te kunnen gebruiken moet een abonnement op de Nationale Milieudatabase worden afgesloten. Tabel 2.6, ontleend aan de Nationale Milieudatabase, geeft een overzicht van de milieueffecten bij gebruik van een kilogram van het bouwproduct wapeningstaal. Een dergelijk overzicht van milieudata wordt het milieuprofiel van het materiaal genoemd. Alleen de eerste 11 milieueffecten (uitputting van abiotische grondstoffen t/m vermesting) worden meegenomen in de milieuprestatieberekening zoals voorgeschreven in het Bouwbesluit Materiaal Wapeningstaal Uitputting van abiotische 2.44E-07 grondstoffen, excl. fossiele energiedragers Uitputting van fossiele 1.40E-02 energiedragers Broeikas effect (GWP100) 2.59E+00 Ozonlaag aantasting 1.12E-08 Humaan-toxicologische 1.16E-01 effecten Ecotoxicologische effecten, 2.92E-03 aquatisch (zoetwater) Ecotoxicologische effecten, 1.33E+01 aquatisch (zoutwater) Ecotoxicologische effecten, 9.99E-04 terrestrisch Fotochemische oxidant 1.23E-03 vorming (smog) Verzuring 6.63E-03 Vermesting 6.00E-04 Totaal hernieuwbare 1.05E-01 energie Totaal niet hernieuwbare 3.16E+01 energie Energie 3.17E+01 Waterverbruik 2.16E-01 Niet-gevaarlijk afval 0 Gevaarlijk afval 0 Tabel 2.6: Milieuprofiel van wapeningstaal (bron: Nationale Milieudatabase) De Stichting MRPI (Milieu Relevante Product Informatie) heeft o.a. voor constructiestaal en betonmortel zogenaamde MRPI-bladen opgesteld waarin het milieuprofiel en de milieumaten zijn opgenomen. Deze informatie is opgenomen in de Nationale Milieudatabase. De MRPI-bladen bevatten waarden van alle 11 milieueffecten van de bouwproducten. Het broeikaseffect (de GWP100 waarde) wordt uitgedrukt in kg CO 2 per ton constructiestaal of m 3 betonmortel, de waarden voor de embodied energy in MJ per ton constructiestaal of m 3 betonmortel. Duurzaam construeren met materialen

18 2. NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties Bouwproducten Met het door NIBE ontwikkelde TWIN 21 -model is de LCA 22 -methode van het CML (Centrum voor Milieukunde Leiden) versie 2 geschikt gemaakt voor het uitvoeren van vergelijkend onderzoek en het inzichtelijk maken van de milieueffecten van bouwproducten. Daarmee is het NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties Bouwproducten ontstaan, dat in vijf delen een overzicht geeft van de milieukosten van de meest gebruikte bouwproducten. In dit basiswerk zijn Milieuclassificatie tabellen per bouwtoepassing opgenomen, uitgedrukt in verborgen milieukosten (schaduwkosten) per functionele eenheid, en de Bron to Bron (B2B) score per functionele eenheid. Met de B2B score wordt een brug geslagen tussen de Cradle-to-Cradle (C2C) en de LCA methodiek. De B2B score bestaat uit: materiaalrecycling, gezondheid, duurzame energie en watergebruik, en zegt iets over de mate waarin een materiaal of bouwproduct voldoet aan het C2C principe. Het totale Basiswerk bestaat uit vijf verschillende boeken: Deel 1 Draagconstructies Deel 2 Gevels en daken Deel 3 Inbouwpakketten Deel 4 Installaties Deel 5 Energie- & waterbesparing. De CO 2 emissies worden gegeven in kg CO 2 eq. per functionele eenheid Internationale databanken Er zijn maar een beperkt aantal internationale databanken met milieudata van bouwmaterialen. Ook zijn niet alle databanken openbaar. De volgende databanken zijn wel vrij toegankelijk. 21 Voor de milieubeoordelingsmethode TWIN2011 is zoveel mogelijk aangesloten bij de laatste stand der techniek. Voor de beoordeling van het overgrote deel van de milieueffecten is gebruik gemaakt van de recent in de bepalingsmethode Materiaal-gebonden milieuprestatie van gebouwen en GWW-werken beschreven methode: de door het Centrum voor Milieukunde in Leiden (CML) herziene LCA-methodiek, kortweg CML-2. Daarnaast is er gebruik gemaakt van het oorspronkelijke TWIN-model en de methode van Müller-Wenk voor de beoordeling van geluidshinder door wegtransport. Ten opzichte van het oorspronkelijke TWIN-model worden veel meer milieueffecten kwantitatief berekend, zoals hinder door licht, geluid en stank, naast uitputting van grondstoffen en landgebruik. 22 LCA kan gedefinieerd worden als de "verzameling en waardering van alle in- en uitstromen en mogelijke milieueffecten van een productsysteem gedurende zijn levenscyclus". De LCA is daardoor een stuk gereedschap voor de analyse van het milieueffect van een product gedurende alle fases van zijn levenscyclus van de winning van grondstoffen, via productie van materialen, productonderdelen en het product zelf, tot aan het gebruik van het product en de uiteindelijke verwerking na sloop door hergebruik, recycling, storten of verbranden. Deze levenscyclus wordt meestal kortweg omschreven als "van wieg tot graf" of cradle-to-grave. Onder productsysteem worden alle processen verstaan die betrokken zijn bij de levenscyclus van het product. Onder milieueffect wordt verstaan alle invloeden op het milieu, inclusief de onttrekking van verschillende grondstoffen, emissies van schadelijke stoffen en verschillende manieren van landgebruik. De LCA is, voor zover mogelijk, kwantitatief van aard. Wanneer dit niet mogelijk is kunnen - en moeten - kwalitatieve aspecten in de beoordeling meegenomen worden, zodat een zo volledig mogelijk beeld wordt gegeven van alle veroorzaakte milieueffecten. Duurzaam construeren met materialen

19 1. Inventory of Carbon & Energy (ICE) Voor de Britse markt heeft het Sustainable Energy Research Team (SERT) van de University of Bath (UK) een databank opgesteld. Deze Inventory of Carbon & Energy (ICE) versie 2.0, bevat cradle-to-gate data voor zowel de Embodied Energy als de Embodied Carbon van meer dan 200 bouwmaterialen, en is gebaseerd op verschillende bronnen. Van de databank wordt jaarlijks een update gemaakt, zodat gebruik van de laatste versie wordt aangeraden. De gebruikelijke constructiematerialen zijn samengevat in onderstaande tabel 2.6. Het betreft hier cradle-to-gate waarden die gelden voor de Britse markt, en kunnen afwijken van waarden zoals wij die in Nederland (moeten) hanteren. Material Embodied Energy (MJ/kg) Embodied Carbon (kg CO 2 /kg) Stone Bricks 3,00 0, Limestone block 0, Cement mortar Mortar (1 cement: 3 sand) 1,33 0,208 - Aggregate 0,083 0, Concrete In situ concrete (1: 2: 4) 23 0,97 0, In situ concrete (1: 1,5: 3) 24 1,11 0, Concrete blocks 0,67 0, Autoclaved aerated blocks 3, Glass Floatglass 15,00 0, Fibreglass (Glasswool) 28,00 1, Steel Steel General, typical 25 20,10 1, Steel Section 21,50 1, Steel Pipe 19,80 1, Stainless Steel 56,70 6, Iron 25,00 1, Rebar (100% scrap feedstock) - 1, Soortelijke massa (kg/m 3 ) Aluminium Aluminium (incl. 33% recycled) 155,00 8, Verhouding cement: zand: toeslagmaterialen in t.p.g. beton 24 Verhouding cement: zand: toeslagmaterialen in t.p.g. beton 25 Uitgaande van 42,3 % gerecycled staal Duurzaam construeren met materialen

20 Timber General 10,00 0, Glue laminated timber 12,00 0, Hardboard 16,00 1, MDF 11,00 0, OSB 15,00 0, Plywood 15,00 1, Sawn hardwood 10,40 0, Tabel 2.6: Cradle-to-gate waarden voor de Embodied Energy en de Embodied Carbon voor gebruikelijke constructiematerialen (bron: University of Bath ICE v ) 2. European reference Life Cycle Database (ELCD) Voor de Europese markt is door de Europese Commissie opgesteld de European reference Life Cycle Database (ELCD). Deze database is vrij beschikbaar via de website: Versie 3.0 van deze database bevat LCI data van de belangrijkste materialen, energiedragers, transport en afvalmanagement, opgesteld door o.a. vooruitstrevende Europese branche organisaties. Deze database kan wel eens de Europese standaard gaan worden. 3. Ökobau.dat 2011 Sinds januari 2011 is voor de Duitse markt beschikbaar de database Ökobau.dat Deze database is te downloaden via de website: Het bestand bevat ca. 950 databladen verdeeld over de categorieën: minerale bouwstoffen isolatiematerialen houtproducten metalen dekvloeren bouwproducten van kunststof componenten voor ramen, deuren en vliesgevels gebouwinstallaties overige. Elk datablad is voorzien van milieurelevante productinformatie, aangevuld met informatie over de bronnen (geldigheidsduur, datakwaliteit). De data kunnen gebruikt worden voor de bepaling van de milieubelasting van een gebouw. 4. Ecoinvent database Sinds 2003 is voor de Zwitserse markt beschikbaar de Ecoinvent database. Deze database is door diverse Zwitserse instituten opgezet om te komen tot een geharmoniseerde en actuele database. De database is ook bruikbaar voor de omringende landen van Zwitserland. De database kan online geraadpleegd worden indien men beschikt over een licentie. Zie verder de website: Kritische beoordeling van milieudata 27 Er zijn een aantal aspecten die de kwaliteit (nauwkeurigheid en betrouwbaarheid) en de absolute waarde van milieudata kunnen beïnvloeden. In willekeurige volgorde noemen we hierna de belangrijkste. 26 Hammond, G. en Jones, C Inventory of Carbon and Energy (ICE) version Bron: A short guide to embodied carbon in building structures, The Institution of Structural Engineers, August 2011, chapter 7. Duurzaam construeren met materialen

21 Transparantie Helder en transparant moet zijn op basis van welke uitgangspunten de milieudata zijn vastgesteld. Gebruikelijk is de emissiewaarden te baseren op een cradle-to-gate analyse. Voor metalen is het echter veel aantrekkelijker om uit te gaan van cradle-to-cradle waarden, waarbij de recycling van metaal kan worden meegenomen. Daarbij moet ook het transport naar de bouwplaats en de montage in het werk worden meegenomen. Voor de bijdrage van het transport wordt uitgegaan van een standaard afstand fabriekspoort bouwplaats. Deze moet als uitgangspunt bekend zijn. Bij een kleinere of grotere afstand mag gerekend worden met een kleinere resp. grotere CO 2 emissie. Differentiatie Per productgroep moeten de milieudata gedifferentieerd zijn. Zo kan niet volstaan worden met één emissiewaarde voor hout, maar zal deze bepaald moeten zijn voor bijv. naaldhout, hardhout, multiplex en gelamineerd hout. Ook voor beton geldt niet één emissiewaarde. Bij beton is het van belang om de juiste samenstelling van het betonmengsel aan te houden. Met name de bijdrage van cement (soort en hoeveelheid) is hierbij cruciaal. In het betonmengsel kunnen cement-vervangende bindmiddelen als poederkoolvliegas en gemalen hoogovenslakken zijn toegevoegd, die tot een reductie van de emissiewaarde leiden. Maar ook de wijze van wapenen is van belang: met wapeningstaal, voorspanstaal of staalvezels. En tot slot speelt bij beton een rol of sprake is van ter plaatse gestort beton of geprefabriceerd beton. Actualiteit van data Door voortdurende verbeteringen in productieprocessen en transportmiddelen op het gebied van energieverbruik, is het van belang om steeds uit te gaan van actuele data. De Europese Commissie CEN/TC 350 zal zorgdragen voor een formele procedure om de milieudata regelmatig te actualiseren. Variabiliteit van data Een belangrijk onderwerp is de onvermijdelijke variabiliteit van data. Dit kan voor een deel ondervangen worden door een meer gedetailleerde database, bijv. voor beton op basis van de betonsamenstelling. Binnen een productgroep als staal kunnen milieudata sterk uiteen lopen door de onderling verschillende productieprocessen van staalproducenten. Tussen landen kunnen daarbij grote verschillen optreden. Deze verschillen kunnen op termijn minder worden, reden te meer om de milieudata voortdurend te actualiseren. Een tweede oorzaak van variabiliteit van data is gelegen in het gebruik van verschillende LCA-methoden. De European Committee for Standardization (CEN) heeft de Technical Committee Sustainability of construction works (CEN/TC 350) benoemd die verschillende normen heeft ontwikkeld voor de beoordeling van de duurzaamheid van gebouw en bouwproducten. De norm EN behandelt de milieuprestatie van gebouwen en definieert systeemgrenzen die beschouwd moeten worden in een LCA. 28 EN Sustainability of construction works Assessment of environmental performance of buildings Calculation method. European Committee for Standardization. Duurzaam construeren met materialen

22 De beoordeling moet betrekking hebben op alle gebouw-gerelateerde bouwproducten, processen en diensten die gebruikt worden tijdens de gehele levensduur van een gebouw. De informatie over producten en diensten moet verkregen zijn uit EPD s 29 (Environmental Product Declarations), te vergelijken met onze Milieu Relevante Product Informaties. De norm EN schrijft voor hoe deze EPD s opgesteld moeten worden. Commissie CEN/TC 350 onderscheidt vijf modules in de levensduur van een gebouw. De eerste module heeft betrekking op de winning van grondstoffen en de fabricage van bouwmaterialen en bouwproducten, daarna volgen de uitvoeringsfase, de gebruiksfase en tot slot de einde levensduur fase (zie tabel 1.6). In het schema is ook nog een 5 e module opgenomen: Benefits & loads, waarin positieve en negatieve milieueffecten van hergebruik of recycling van bouwmaterialen in rekening gebracht worden. Building Assessment Information Building Life Cycle Information Product stage A1: Raw material supply Construction Process stage A2: Transport A5: Construction installation A3: Manufacturing Use stage End of Life stage (Building) A4: Transport B1: Use C1: Deconstruction, demolition B2: Maintenance C2: Transport B3: Repair C3: Waste processing B4: Replacement C4: Disposal B5: Refurbishment B6: Operational energy B7: Operational water Benefits and loads D; Reuse, recovery, recycling Tabel 2.7: Life cycle stages for building products and buildings according to EN and EN Het in acht nemen van de modules A1-A3 bij de opstelling van de EPD s is verplicht volgens EN EN schrijft voor dat ook de module Benefits & loads moet worden meegenomen. De serie Europese Normen over duurzaamheid van bouwwerken worden van grote invloed op de bouwwereld. Op basis van een heldere definitie van de wijze waarop milieuprofielen van bouwmaterialen en producten bepaald moeten worden, zal uniformiteit binnen de EU moeten ontstaan. 29 Een Environmental Product Declaration is vergelijkbaar met een Milieu Relevante Product Informatie (MRPI). 30 EN Sustainability of construction works Environmental product declarations Core rules for the product category of construction products. European Committee for Standardization. Deze Europese norm ten behoeve van de bepaling van milieugegevens is vanaf 1 januari 2012 van kracht, en vervangt de per 1 juli 2012 ingetrokken norm NEN 8006 Milieugegevens van bouwmaterialen, bouwproducten en bouwelementen voor opname in een milieuverklaring Bepalingsmethode volgens de LevensCyclusAnalyse methode. Duurzaam construeren met materialen

23 Energiebronnen LCA 31 data moeten gebaseerd zijn op processen, waarbij primaire energie wordt gebruikt. Dit zijn energiegrondstoffen in hun natuurlijke vorm, zonder enige technische omzetting, zoals nodig voor elektriciteit. Hierdoor worden inefficiëntie en transmissieverliezen, die aanzienlijk kunnen zijn, automatisch in de LCA berekening meegenomen. De primaire energiebronnen hebben een grote invloed op de CO 2 emissie. Bijv. fossiele brandstoffen genereren een grote CO 2 emissie, in tegenstelling tot wind- en zonne-energie. Transport Milieudata worden gewoonlijk gepresenteerd als cradle-to-gate waarden. Dit betekent dat de CO 2 emissie die gepaard gaat met transport naar de bouwplaats en montage op de bouwplaats hier alsnog aan toegevoegd moet worden. Onderzoek heeft uitgewezen dat de invloed van transport op de emissiewaarde relatief beperkt is (<10%). Dit betekent dat de invloed van transport kan worden meegenomen door een toeslag van ca. 10% op de cradle-to-gate waarde. Een uitzondering moet gemaakt worden voor bulkmaterialen als zand en grind, waarvan de cradle-to-gate waarden zeer gering zijn, maar de invloed van het transport juist groot is. Ook voor zware bouwproducten - als betonvloeren, betonnen brugliggers en dergelijke - geldt dit. Voor bouwproducten die over grote afstanden getransporteerd moeten worden, dient een aparte berekening te worden gemaakt van de bijdrage van het transport op de EC-waarde, zeker wanneer bouwproducten uit het buitenland komen (bijv. natuursteen). Montage op de bouwplaats De CO 2 emissie die betrekking heeft op de montage op de bouwplaats is in het algemeen ook gering in vergelijking met de cradle-to-gate waarde. Gebruikelijk is om af te zien van een toeslag, met uitzondering van diepe bouwputten, waarbij sprake is van significante bouwactiviteiten en transport in relatie tot de toegepaste hoeveelheid constructiematerialen. Toerekening recycling Er is geen breed geaccepteerde methode om recycling van materialen, bijv. van staal en aluminium, in de LCA berekeningen mee te nemen. Het meest gebruikelijk is de hoeveelheid gerecycled materiaal in mindering te brengen op de hoeveelheid nieuw materiaal, en de energie die nodig is om het nieuwe product te maken hieraan toe te voegen ( recycled content approach ). Verder kennen we de recycling potential approach die niet afrekent op het gebruik maar op het verlies aan materiaal aan het einde van de levensduur. Een andere methode ( substitution method ) gaat uit van de hoeveelheid van een materiaal die gerecycled kan worden aan het eind van de functionele levensduur, en brengt dit aandeel op voorhand in mindering. Welke methode ook gebruikt wordt, duidelijkheid daarover is altijd noodzakelijk. 31 LCA = Life Cycle Analysis Duurzaam construeren met materialen

24 Toerekening hergebruik Veel bouwproducten maken gebruik van afvalproducten of bijproducten van andere productieprocessen. Een bijproduct bij de staalfabricage vormen hoogovenslakken, die gebruikt worden voor de productie van hoogovencement. De vraag rijst op welke wijze de CO 2 emissie van het bijproduct hoogovenslakken toegerekend moet worden aan de staalproductie resp. de hoogovencementproductie. Een benadering die vaak gekozen wordt is om dit te doen op basis van de economische waarde, in dit geval van staal en hoogovencement. Maar ook een allocatie op basis van gewicht of volume is mogelijk. Een voorbeeld van gebruik van een afvalproduct is poederkoolvliegas (een afvalproduct van kolengestookte elektriciteitscentrales) als cement vervangend bindmiddel in betonmortel. Toerekening afval op de bouwplaats Afval op de bouwplaats moet worden meegenomen door een toeslag op de gebruikte hoeveelheid van een materiaal, corresponderend met het afvalpercentage. Toerekening van opgeslagen CO 2 Sommige materialen, zoals hout, nemen tijdens hun groei CO 2 op uit de lucht. Dit CO 2 zit opgeslagen in het hout, op het moment dat de bomen worden omgezaagd. Het komt weer vrij als CO 2 aan het eind van de functionele levensduur, wanneer het hout verbrand wordt. Het komt vrij als methaan wanneer het hout gecomposteerd wordt. Door het opgeslagen koolstofdioxide mee te nemen in de CO 2 emissie berekening, kan deze zelfs een negatieve waarde krijgen. Opgemerkt wordt dat dit alleen geldt voor cradle-to-cradle waarden. Toerekening carbonatatie Een deel van de koolstofdioxide die uitgestoten wordt tijdens de productie van cement, wordt weer gecompenseerd met de opname van koolstofdioxide door beton, een proces dat bekend staat als carbonatatie. Alleen in de buitenste schil van betonconstructies (betondekking) vindt carbonatatie plaats. In de praktijk wordt daarom nauwelijks met dit fenomeen rekening gehouden. Duurzaam construeren met materialen

25 3. Berekening van de CO2 emissie van gebouwconstructies Berekening van de CO 2 emissie van gebouwconstructies is in feite een simpel proces, waarvoor alleen maar een uitgebreide databank met de emissiewaarden van bouwmaterialen en -producten, en een gespecificeerd overzicht van alle materiaalhoeveelheden nodig is. Met de Nationale Milieudatabase en NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties van Bouwproducten zijn voldoende emissiewaarden beschikbaar. Hoewel er op dit moment nationaal en internationaal nog grote verschillen zijn in de opgegeven emissiewaarden voor basismaterialen, is de verwachting dat deze verschillen spoedig door harmonisatie en standaardisatie weggewerkt zullen zijn. Er zijn dus geen belemmeringen voor de ontwerpend constructeur om een berekening van de milieubelasting van een constructie ontwerp te maken. Sterker nog, er ligt een prachtige kans voor ontwerpend constructeurs om nu (milieu)verantwoordelijkheid te nemen en een centrale rol te gaan spelen in het ontwerpen van gebouwen met een minimale milieubelasting door beperking van de totale hoeveelheid CO 2 emissie. Natuurlijk is het zo dat de hoeveelheid CO 2 emissie slechts één aspect is van duurzame constructies. Het is echter wel een aspect waar de ontwerpend constructeur de meest directe invloed op kan uitoefenen. Belangrijk blijft om een holistische benadering te kiezen, waarbij in ogenschouw moet worden genomen dat beperking van de totale CO 2 emissie kan leiden tot een toename van andere aspecten, en een zorgvuldige afweging gemaakt moet worden. In de Voorontwerp fase is het gewenst om met een quick scan op basis van algemene informatie (zonder details) de totale CO 2 emissie (in ton CO 2 ) van een ontwerpvariant van de constructie te kunnen bepalen. Hiermee kunnen dan ontwerpvarianten van de constructie onderling vergeleken worden, om tot een verantwoorde keuze te komen. Met de waarden van tabel 3.1 kan deze eerste inschatting worden gemaakt. Het ontbreekt op dit moment aan benchmark data van bepaalde typen gebouwconstructies om de berekende totale emissiewaarde te kunnen toetsen. Deze data zullen in de nabije toekomst echter wel beschikbaar komen. Materiaal Hoeveelheid (ton) CO 2 emissie materiaal (ton CO 2 / ton) Totale CO 2 emissie (ton CO 2 ) Beton , Staal (profielen) 128 1, Wapening 163 1, Stalen dakplaten 15 1, Hout (gezaagd naaldhout) 32 0, Totaal 876 Tabel 3.1: Voorbeeld berekening totale hoeveelheid CO 2 emissie ( cradle-to-gate ) voor een hoofddraagconstructie (bron: A short guide to embodied carbon in building structures) Om de materiaalhoeveelheden benodigd voor de hoofddraagconstructie van een gebouw in een vroeg stadium van het ontwerpproces te kunnen bepalen, is een rekentool voor constructeurs ontwikkeld: het BHH-model voor gebouwen. Duurzaam construeren met materialen

26 Rekentool voor constructeurs in het kader van de milieuprestatie gebouwen: BHH-model voor gebouwen In opdracht van o.a. het Ministerie van Infrastructuur & Milieu en de Koninklijke Metaalunie, is door IMd Raadgevende Ingenieurs het Model Bepaling Hoeveelheden Hoofddraagconstructie (BHH-model) ontwikkeld. Aan de hand van dit model kan in een vroeg ontwerpstadium (wanneer nog niet alle dimensies van de hoofddraagconstructie zijn vastgesteld) al een indicatie van de materiaalhoeveelheden van de hoofddraagconstructie worden bepaald. Het model is geschikt voor de meest gangbare constructies van gebouwen met meerdere bouwlagen en rechthoekige plattegronden. Bijzondere gebouwvormen of constructies met vloeroverspanningen van meer dan 20 meter kunnen niet met het model bepaald worden. De kern van het model is het vaststellen van de belangrijkste parameters die de functionele eenheid van het bouwwerk vastleggen, zoals gebouwfunctie, stramienmaten, bouwlagen, typen vloerafwerkingen en scheidingswanden. Na invoering daarvan bepaalt het model automatisch de belastingen en genereert het vervolgens de benodigde hoeveelheden materiaal. Daarbij geeft de constructeur aan welk vloersysteem wenselijk is, en welk type hoofddraagconstructie en fundering. De achterliggende rekenregels en het model (in Excel) zijn te bestellen via de website: In de Definitief Ontwerp fase dient een Milieuprestatieberekening materialen te worden gemaakt. In het Bouwbesluit 2012 is in afdeling 5.2 namelijk bepaald dat bij elke aanvraag van een omgevingsvergunning voor nieuwbouwwoningen en kantoren (met een bruto vloeroppervlak > 100 m 2 ), een milieuprestatieberekening materialen bijgevoegd moet worden. Hierbij gaat het om de CO 2 uitstoot en de uitputting van grondstoffen van de bouwmaterialen in een gebouw. Afdeling 5.2. van het Bouwbesluit 2012 is op 1 januari 2013 in werking getreden. De berekening van de milieuprestatie die gevraagd wordt geeft inzicht in de milieueffecten van het gebouw op basis van zijn levenscyclus en de materialen die daarin verwerkt zijn. Inzicht in de milieueffecten stimuleert bewustere keuzes van materialen, wat leidt tot duurzamer gebouwen. Een korte introductie over de achtergronden van de milieuprestatieberekening materialen is te vinden in het informatieblad "Al aan de slag met de milieuprestatie Bouwbesluit 2012?". Deze is te downloaden via de website: De hoofddraagconstructie draagt voor ca. 60% bij aan de materiaal-gebonden milieubelasting van een gebouw. Inclusief de gevel zelfs 85%. Daarom hebben constructeurs een belangrijke rol bij het maken van de milieuprestatieberekening van gebouwen en bouwwerken. De milieuprestatieberekening moet voldoen aan de SBK 32 -Bepalingsmethode Milieuprestatie Gebouwen en GWW-werken (incl. de Nationale Milieudatabase). Deze bepalingsmethode bepaalt op een eenduidige en controleerbare wijze de milieuprestatie van het gebouw of bouwwerk over de gehele levenscyclus op basis van een Levens Cyclus Analyse (LCA) en kijkt 32 SBK = Stichting Bouw Kwaliteit Duurzaam construeren met materialen

27 daarbij naar de producten en elementen waaruit het gebouw of bouwwerk is opgebouwd. Er wordt expliciet verwezen naar de Nationale Milieudatabase. Deze bevat gegevens over de milieueffecten van bouwmaterialen, zoals emissies, onttrekking van grondstoffen en aantasting van de ozonlaag. De database wordt beheerd door de Stichting Bouw Kwaliteit (SBK). De database is opgebouwd uit drie categorieën, afhankelijk van de nauwkeurigheid van de data: 1. Categorie I: Merkgebonden (specifieke fabrikant), getoetste data; 2. Categorie II: Merkongebonden (specifieke branche), getoetste data; 3. Categorie III: niet getoetste data. Getoetste data wil zeggen dat de data getoetst zijn door een onafhankelijk derde partij conform het SBK-toetsingsprotocol. Het Bouwbesluit 2012 stelt nog geen grenswaarde aan de milieuprestatie van gebouwen (MPG). De reden hiervoor is dat de bouw daardoor de gelegenheid heeft om ervaring op te doen met de berekening van de milieuprestatie van gebouwen en te laten wennen in het stellen van milieuprestatie-eisen aan gebouwen en bouwwerken. Op termijn zal in het Bouwbesluit alsnog een grenswaarde voor de milieueffecten van materialen worden opgenomen. Rekeninstrumenten De SBK-Bepalingsmethode is geïntegreerd in bestaande (digitale) rekeninstrumenten: Rekenprogramma's materiaalgebonden milieuprestatie berekening: B&U-sector Hieronder worden de rekenprogramma's genoemd die voldoen aan de SBK-validatierichtlijn software versie 1.0 oktober Deze rekenprogramma's zijn te herkennen aan het 'vinkje'. Deze programma's zijn geschikt om de milieuprestatie van een gebouw te berekenen conform het Bouwbesluit GPR Bouwbesluit SBK-validatierichtlijn software versie 1.0 oktober 2012 SBK-validatierichtlijn software versie 1.1 maart 2013 Met deze voorlopig gratis te gebruiken tool kan de milieuprestatie van gebouwen (MPG) berekend worden. GPR Bouwbesluit maakt gebruik van de SBK-Bepalingsmethode inclusief de bijbehorende rekenregels en Nationale Milieudatabase. Verdere informatie: 2. MRPI Freetool Milieuprestatie Gebouwen SBK-validatierichtlijn software versie 1.0 oktober 2012 SBK-validatierichtlijn software versie 1.1 maart 2013 MRPI - MPG is een gratis, online rekentool om de milieuprestatie van gebouwen (MPG) te berekenen, geheel conform artikel 5.9 in het Bouwbesluit. De invoergegevens worden lokaal op de PC bewaard zodat deze later weer gebruikt kunnen worden bijv. bij aanpassingen in de invoergegevens. Duurzaam construeren met materialen

28 Verdere informatie en het gebruik van de tool: 3. Rekenprogramma bouwkostenadviesbureaus SBK-validatierichtlijn software versie 1.0 oktober 2012 SBK-validatierichtlijn software versie 1.1 maart 2013 Met dit gratis te gebruiken rekenprogramma kan de milieuprestatie van gebouwen (MPG) berekend worden. Het programma is ontwikkeld door een samenwerkingsverband van 12 bouwkostenbureaus. Basis voor het programma (wat betreft het vaststellen van de MPG) is de SBK-bepalingsmethode en de volgende stap is de implementatie van de Nationale Milieudatabase. Verwachting is dat dit eind 2012 gerealiseerd is. Verdere informatie: 4. GreenCalc Materialentool SBK-validatierichtlijn software versie 1.0 oktober 2012 SBK-validatierichtlijn software versie 1.1 maart 2013 GreenCalc-materialentool ontwikkeld door DGBC is een gratis instrument waarmee de milieubelasting van materialen bepaald kan worden conform de SBK-Bepalingsmethode. Eind 2012 wordt de Nationale Milieudatabase in de tool geïmplementeerd. NIBE is mede-eigenaar van de tool. De tool is gratis te downloaden van Verdere informatie: Helpdesk DGBC, telefoon , De rekeninstrumenten zijn goed te gebruiken door iedereen met basiskennis over bouwkunde en materialen. Duurzaam construeren met materialen

29 4. Beton Beton 33 Beton is na water het meest gebruikte product in de wereld. Het wordt grotendeels vervaardigd uit natuurlijke grondstoffen: cement, toeslagmaterialen (zand en grind) en water. Cement is een fijngemalen, anorganische stof die na mengen met water een pasta vormt, die zowel boven als onder water verhardt. Cement is het meest gebruikte bindmiddel voor mortel en beton. Cementsoorten worden aangeduid met de letters CEM gevolgd door een Romeins cijfer: CEM I (Portlandcement), CEM II (Portlandvliegascement), CEM III (Hoogovencement), CEM IV (Puzzolaancement) en CEM V (Composietcement). Daarna volgt een schuine streep (/) met de letters A, B of C, die betrekking hebben op het klinkergehalte. De aanduiding kan worden gevolgd door een horizontale streep en een hoofdletter die aangeeft welk hoofdbestanddeel naast de portlandcementklinker is gebruikt. Het minimaal vereiste cementgehalte is afhankelijk van de milieuklasse, en varieert tussen 200 en 340 kg/m 3 beton. Zand (fijn toeslagmateriaal) en grind (>4 mm grof toeslagmateriaal) vormen beide het dragende skelet van beton. Naast zand en grind worden als toeslagmateriaal o.a. toegepast: natuursteen, geëxpandeerde klei, geëxpandeerde mijnsteen, gesinterde vliegas en beton- of metselwerkgranulaat. Totaal bevat beton ca. 70% toeslagmateriaal. Water (zonder verontreinigingen) wordt toegevoegd voor de hydratatie van cement. De hoeveelheid (aanmaak)water wordt uitgedrukt in de water-cementfactor resp. de waterbindmiddelfactor. Om specifieke eigenschappen toe te kennen aan beton(mortel) kunnen hulpstoffen worden toegevoegd, tot maximaal 5% van de cementhoeveelheid. De bekendste hulpstoffen zijn (super)plastificeerders, luchtbelvormers, vertragers en versnellers. Behalve hulpstoffen kunnen ook andere toevoegingen worden toegepast, zoals kleurstoffen en vezels. Vulstoffen zijn inerte dan wel (latent) hydraulische stoffen, meestal fijner dan 63 μm, die aan betonspecie kunnen worden toegevoegd ter aanvulling van de hoeveelheid fijn materiaal. Als inerte vulstof noemen we kalksteenmeel en kwartsmeel, en als vulstoffen met een bindmiddelfunctie: poederkoolvliegas, tras, silicafume en gemalen gegranuleerde hoogovenslak. Wapening Voor de opname van trekspanningen in betonconstructies wordt wapening gebruikt. Als wapening worden staven, netten, voorspanstaal en vezels toegepast CO 2 emissie winning & transport grondstoffen CO 2 emissie van zand De helft van het zand komt uit zee. De rest van het zand wordt gewonnen uit afgravingen op het land. Nederland kan volledig in de eigen behoefte aan zand voorzien. Er hoeft dus geen zand te worden geïmporteerd. Wel heeft de Nederlandse overheid de winning van zand en 33 Bron: Betonpocket Duurzaam construeren met materialen

30 grind beperkt. Deze mogen alleen plaatsvinden op een wijze waarbij de locatie geen schade ondervindt en wanneer de winning een maatschappelijk doel dient. Voor de CO 2 emissie van zand kan worden aangehouden: 3,4 kg CO 2 / ton zand 34. Bij een soortelijke massa van kg/m 3 (4% vochtgehalte) komt dit overeen met 4,6 kg CO 2 /m 3 zand. Deze waarde wordt hierna aangehouden. CO 2 emissie van grind Grind wordt gewonnen uit rivieren en uit diepere grondlagen. Doordat grind minder voorradig is kan Nederland voor ongeveer de helft in de eigen grindbehoefte voorzien. Het overige deel wordt geïmporteerd, vooral uit Duitsland en België. Voor de CO 2 emissie van grind kan worden aangehouden: 2,7 kg CO 2 / ton grind 35. Bij een soortelijke massa van kg/m 3 (2% vochtgehalte) komt dit overeen met 4,3 kg CO 2 /m 3 grind. Waar sterkte van beton minder een rol speelt, kan grind vervangen worden door puingranulaat (vermalen puin van beton en metselwerk). CO 2 emissie van water Voor de CO 2 emissie van water kan worden aangehouden: 0,3 kg CO 2 / ton water 36. Bij een soortelijke massa van kg/m 3 komt dit overeen met 0,3 kg CO 2 /m 3 water. Deze bijdrage is dus verwaarloosbaar. CO 2 emissie van cement Cement is een soortnaam. Er worden verschillende cementen toegepast, met als hoofdbestanddelen: Portlandklinkers, hoogovenslakken, microsilica, puzzolanen, vliegas, gebrande leisteen en kalksteen. De productie van Portlandcement vindt in Nederland plaats onder Maastricht. In mergelgroeves in Zuid Limburg (Sint Pietersberg en bij Margraten) wordt kalksteen gewonnen. De daardoor veroorzaakte aantasting van het landschap wordt gecompenseerd door de aanleg van nieuwe natuurgebieden. In de cementfabriek (ENCI Maastricht) wordt de mergel gebroken en gehomoniseerd, vervolgens gedroogd en gemengd met grondstoffen zoals klei, zand en vliegas tot een mengsel dat ruwmeel wordt genoemd. Dit wordt gemalen tot fijnmeel en in een klinkeroven verwarmd tot 1420 C. Wat overblijft, is de portlandcementklinker ( klinker ). Vervolgens wordt de klinker vermalen tot cement. Bij Hoogovencement worden gemalen hoogovenslakken (die bij het hoogovenproces overblijven) toegevoegd. Bij Portlandvliegascement wordt vliegas toegevoegd. De cementindustrie is wereldwijd verantwoordelijk voor 5% van de man made CO 2 emissie in de wereld (dat is meer dan de uitstoot van de burgerluchtvaart!). Op het gebied van duurzaamheid heeft de cementindustrie dan ook een imagoprobleem. In tegenstelling tot de staalindustrie, die overigens vrijwel evenveel uitstoot: 4 à 5%. 34 Bron: Zandwinning België / Nederland. 35 Bron: Grindwinning België / Nederland. 36 Bron: CUR-publicatie 251. Duurzaam construeren met materialen

31 Cementovens verhitten kalksteen met ijzer-, silicium- en aluminium-houdende grondstoffen tot 1420 C om portlandklinker te maken. Dit halffabricaat wordt vermalen tot portlandcement. Door de inzet van CO 2 neutrale biomassa 37 (o.a. gedroogd zuiveringsslib), alternatieve grondstoffen die de oventemperatuur omlaag brengen en het vervangen van portlandklinker door hoogovenslak en poederkoolvliegas, geldt voor de CO 2 emissie van de Nederlandse cementindustrie een percentage van 2,25% in plaats van het hiervoor genoemde percentage van 5% van de mondiale CO 2 emissie. Relateren we de CO 2 emissie van de cementproductie voor Nederland aan de nationale CO 2 emissie dan komen we in Nederland uit op een percentage van 1%. Daarmee is de Nederlandse cementindustrie wereldwijd koploper. We doen het dus niet eens zo slecht in Nederland! Van de in NEN-EN genoemde cementen zijn de onderstaande volgens NEN 8005 in Nederland toegelaten. Andere cementsoorten mogen worden toegepast, mits ze voldoen aan NEN-EN en hun geschiktheid is aangetoond (zie CUR-Aanbeveling 48): - CEM I portlandcement - CEM II/A-S en CEM II/B-S portlandslakcementen - CEM II/A-V en CEM II/B-V portlandvliegascementen - CEM II/B-T portlandleisteencement - CEM III/A en CEM III/B hoogovencementen Van het totale cementgebruik in Nederland bestaat 48% uit CEM III, 47% uit CEM I en slechts 5% uit CEM II en CEM V. Voor de samenstelling van de hierboven genoemde cementen kan tabel 1 worden aangehouden: Cementsoort volgens EN Klinke r gehalt e (K) Hoogovenslakke n gehalte (S) Poederkoolvlieg as gehalte (V) Kalkstee n Gehalte (L) Soortelijk e massa in kg/m 3 CEM I 42.5 N 96 % % Portlandcement CEM II/B-S 42.5 N 75 % 25 % portlandslakcement CEM II/B-V 42.5 N 66 % - 31 % 3 % portlandvliegasceme nt CEM III/A 42.5 N 44 % 51 % 2 % 3 % hoogovencement CEM III/B 42.5 N 32 % 67 % - 1 % hoogovencement Tabel 1: Samenstelling in massaprocenten van in Nederland toegelaten cementen (bron: Hollandse Cement Maatschappij H.C.M. bv). De in tabel 1 weergegeven gehalten aan bestanddelen vallen binnen de marges zoals deze in tabel 1 van NEN-EN zijn aangegeven (zie tabel 2). 37 Biomassa wordt CO 2 neutraal beschouwd. Het heeft een gesloten, kort-cyclische CO 2 -kringloop. Het brandstofpakket van de ENCI in Maastricht bestaat (anno 2013) voor 89% uit secundaire brandstoffen, waaronder zuiveringsslib. Duurzaam construeren met materialen

32 Cementsoort Portlandcement (CEM I) Portlandslakcement (CEM II/B-S) Portlandvliegascement (CEM II/B-V) Hoogovencement (CEM III/A) Hoogovencement (CEM III/B) Portlan d klinker Hoogovensl ak Poederkoo l-vliegas Nevenbestanddele n Tabel 2: Samenstelling in massaprocenten van een aantal cementsoorten volgens EN 197-1, tabel 1. Voor elk van de samenstellende bestanddelen van cement gelden de CO 2 emissies zoals in tabel 3 opgenomen. Bestanddelen van cement CO 2 emissie in kg CO 2 per ton bestanddeel 38 Soortelijke massa in kg/m 3 bron Portlandklinker (K) CUR-publicatie 251 Poederkoolvliegas (V) Flower & Sanjayan, 2007 Hoogovenslak (S) Orcem Kalksteenmeel (L) CUR-publicatie 251 Tabel 3: CO 2 emissie per ton bestanddeel. Op basis hiervan kan tabel 4 worden samengesteld. Als voorbeeld wordt de CO 2 emissie van Portlandslakcement CEM II/B-S berekend. Deze bedraagt: (0,75 x 820) + (0,25 x 42) = 626 kg CO 2 per ton. Bij een soortelijke massa van kg/m 3 betekent dit een CO 2 emissie per m 3 van 1,3 x 626 = 814 kg CO 2. Voor de CO 2 emissie van in Nederland toegelaten cementsoorten kan tabel 4 worden aangehouden. 38 Aan hoogovenslakken en poederkoolvliegas wordt door sommigen geen CO 2 emissie toegerekend, omdat deze stoffen als restproduct van een productieproces worden beschouwd. In tabel 3 wordt wel gerekend met een CO 2 emissie, met name voor transport van hoogoven resp. energiecentrale naar cementindustrie. Duurzaam construeren met materialen

33 Cementsoort volgens EN CO 2 emissie in kg CO 2 /m 3 cement CO 2 emissie in kg CO 2 /ton cement Portlandcement (CEM I) Portlandslakcement (CEM II/B S) Portlandvliegascement (CEM II/B-V) Hoogovencement (CEM III/A) (440) Hoogovencement (CEM III/B) (330) Tabel 4: CO 2 emissie van in Nederland toegelaten cementsoorten; waarden () volgens Ecofys. Uit het bovenstaande volgt dat Portlandcement (CEM I) de hoogste CO 2 emissie heeft, en Hoogovencement (CEM III) de laagste. De CO 2 uitstoot van Portlandcement wordt voor 56 % bepaald door decarbonatatie 39 van kalksteen, 30 % door (fossiele) brandstoffen (om de cementoven op een temperatuur van 1420 te houden), 4 % door brandstoftransport, 8 % door elektriciteitsverbruik en 2 % door andere oorzaken. Het klinkergehalte is dus bepalend voor de totale CO 2 emissie van een cementsoort, en daarmee van beton. Beperking van het klinkergehalte ligt dan ook voor de hand. Dit kan door toepassing van klinker vervangende bestanddelen als poederkoolvliegas (reststof die wordt opgevangen uit de rookgassen van een poederkool gestookte elektriciteitscentrale), hoogovenslakken (een restproduct bij de productie van staal in een hoogoven), kalksteenmeel en gebrande leisteen. Bedacht moet worden dat altijd klinker nodig is in cement. Hoogovenslakken moeten alkalisch geactiveerd worden door klinkers. Poederkoolvliegas heeft kalk (via de klinkers) nodig voor een puzzolane reactie. Klinkers zijn ook nodig om de ph-waarde van het beton te waarborgen (alkalisch milieu voor bescherming van de wapening tegen oxidatie). Bij een afname van het klinkergehalte zien we een afname van de beginsterkte, een afname van de vorstbestandheid, en een toename van de temperatuurgevoeligheid van beton. Daarom wordt geadviseerd om minimaal 20 % klinkergehalte te hanteren in een cement. CO 2 emissie van wapeningstaal Naast de directe bestanddelen van beton is ook het wapeningstaal een belangrijke emissiebron van CO 2. Wapeningstaal wordt geproduceerd uit de halffabricaten staalstaven en coils. Geschat wordt dat bij het verwerken van het halffabricaat 140 kg CO 2 /ton vrijkomt. Het overgrote deel komt echter vrij bij de productie van de halffabricaten. Tata Steel in IJmuiden stoot per ton staal 0,9 ton CO 2 uit, terwijl bij Arcelor Gent de uitstoot het dubbele is. Uitgegaan wordt van 1,5 ton CO 2 per ton staal voor de productie, zodat de totale CO 2 emissie van wapeningstaal kg CO 2 per ton staal 40 bedraagt. Uitgaande van gemiddeld 100 kg staal per m 3 gewapend beton, bedraagt de CO 2 emissie van wapeningstaal 164 kg CO 2 / m 3 beton. Hierbij komt nog de CO 2 emissie ten gevolge van transport van de wapening van de leverancier naar de prefab-betonfabriek c.q. bouwplaats. 39 Decarbonatatie of calcinering is het proces waarbij CO 2 vrijkomt door oxydatie van kalksteen (CaCO 3 ). Het broeikasgas CO 2 wordt door de schoorsteen afgegeven aan de lucht. De achtergebleven CaO verbinding wordt onderdeel van de Portlandcementklinker. 40 Andere bronnen komen tot hogere waarden, waarschijnlijk omdat men uitgaat van West-Europees staal; Dubocalc: kg CO 2 /ton staal en Arcelor Mittal: kg CO 2 /ton staal. Duurzaam construeren met materialen

34 Deze bedraagt bij een gemiddelde transportafstand van 75 km en transport per vrachtwagen slechts 0,100 x 75 x 0,130 = 1 kg CO 2 / m 3 beton. Hiermee komt de totale CO 2 emissie van wapeningstaal op: 165 kg CO 2 /m 3 beton. CO 2 emissie bij transport van cement, zand en grind Daarnaast hebben we nog te maken met de emissies bij het transport van grondstoffen. Voor de transportafstanden van de grondstoffen naar de fabrikant houden we een gemiddelde afstand aan van 50 km voor zand en grind, en 100 km voor cement 41. Zand, grind en cement worden als bulk getransporteerd. Voor de CO 2 emissie bij transport kan tabel 5 worden aangehouden. Transportmiddel CO 2 emissie in kg CO 2 / ton.km 42 Vrachtwagen > 20 ton, non bulk goederen 0,130 Vrachtwagen > 20 ton, bulk goederen 0,110 Binnenvaart 1350 ton non bulk goederen 0,060 Binnenvaart 5500 ton non bulk goederen 0,030 Zeevaart, bulk goederen 0,085 Tabel 5: CO 2 emissie bij transport van grondstoffen. Uitgaande van de betonsamenstelling volgens tabel 6 moet voor 1 m 3 beton getransporteerd worden: - 0,300 ton cement à 100 km à 0,13 kg CO 2 / ton.km = 3,9 kg CO 2-2,000 ton zand en grind à 50 km à 0,13 kg CO 2 / ton.km = 13,0 kg CO 2, Dat wil zeggen totaal 17 kg CO 2 /m 3 beton moet gerekend worden om het transport van cement, zand en grind naar de fabrikant te verdisconteren. De bijdrage van het transport aan de milieubelasting van de cement- en betonketen is dus beperkt. De cementindustrie is vooral gelegen aan waterwegen, zodat bulkmaterialen (zand, grind en cement) ook per schip kunnen worden aangevoerd, waarmee de milieueffecten nog verder beperkt worden. CO 2 emissie van betonmortel Het is duidelijk dat we niet kunnen spreken over dè CO 2 uitstoot van een m 3 betonmortel, zonder de mengselsamenstelling te kennen. Deze verschilt per toepassing en wordt o.a. bepaald door eisen ten aanzien van het uiterlijk, de milieuklasse, de vloeibaarheid en de sterkteklasse. Als voorbeeld bepalen we de CO 2 uitstoot van een m 3 betonmortel van een bepaalde samenstelling (zie tabel 6). 41 Deze afstanden gelden voor winning en productie in Nederland. Indien we niet zeker zijn waar productie en winning plaatsvindt, dienen grotere afstanden te worden aangehouden, bijv. cement per vrachtwagen over 180 km, grind per schip over 150 km, en zand per schip over 60 km. 42 SKAO conversiefactoren Duurzaam construeren met materialen

35 Grondstof Hoeveelheid grondstof in kg Hoeveelheid grondstof in m 3 Soortelijke massa in kg/m 3 CO 2 emissie in kg CO 2 per m 3 grondstof Totale CO 2 emissie in kg CO 2 per m 3 betonmortel CEM III/A 300 0, ,3 Zand 750 0, ,6 2,6 Grind , ,3 3,4 Water 150 0, ,3 0,045 Totaal kg 1, ,3 Tabel 6: CO 2 emissie van een m 3 betonmortel bij de gegeven betonsamenstelling, uitgaande van Hoogovencement CEM III/A. Het aandeel van cement in de CO 2 emissie van de betonmortel bedraagt dus 115,3/121,3 = 95%. De CO 2 emissie van betonmortel wordt dus vrijwel volledig bepaald door het cement. Op vergelijkbare wijze kunnen we de CO 2 emissie van een m 3 betonmortel bepalen bij toepassing van andere cementsoorten en overigens gelijkblijvende samenstelling. Dit leidt tot tabel 7. Cementsoort Totale CO 2 emissie in kg CO 2 per m 3 betonmortel CEM I Portlandcement 272 CEM II / B-S 210 Portlandslakcement CEM II / B-V 143 Portlandvliegascement CEM III/A Hoogovencement 121 CEM III/B Hoogovencement 83 Tabel 7: CO 2 emissie in kg CO 2 van een m 3 betonmortel afhankelijk van de toegepaste cementsoort Productie van beton Bij de productie van beton moeten we onderscheid maken tussen prefab beton en in het werk gestort beton. Bij prefab beton bestaat de productieketen uit: (1) winning grondstoffen op locaties waar deze te vinden zijn, (2) transport grondstoffen naar de prefab-fabriek, (3) mengen van de grondstoffen tot betonmortel, (4) storten van betonmortel in mallen of bekistingen, (5) ontkisten, (6) transport prefab betonnen elementen naar de bouwplaats, (7) transport en montage op de bouwplaats. Bij in het werk gestort beton bestaat de productieketen uit: (1) winning grondstoffen op locaties waar deze te vinden zijn, (2) transport grondstoffen naar de betoncentrale, (3) 43 NB Bovenstaande hoeveelheden grondstoffen leveren 1,000 m 3 betonmortel. Duurzaam construeren met materialen

36 mengen van de grondstoffen tot betonmortel, (4) transport betonmortel naar de bouwplaats, (5) storten van betonmortel in bekistingen, (6) nabehandeling en (7) ontkisten. De CO 2 emissie die hoort bij de productie van betonmortel in de betoncentrale resp. de betonproductie in de prefab-fabriek is aangegeven in tabel 8. Productietype CO 2 emissie Betonmortel productie in betoncentrale 10 kg CO 2 / m 3 beton Beton productie in prefab-fabriek 18 kg CO 2 / m 3 beton 44 Tabel 8: CO 2 emissie bij beton(mortel) productie CO 2 emissie van een m 3 prefab beton Voor de productie van beton in een prefab-fabriek komen we tot de volgende CO 2 emissie, afhankelijk van de toegepaste cementsoort: Cementsoort Transport grondstoff en Betonmor tel Producti e in prefabfabriek Totaal kg CO 2 Vergelijking met opgave Van Boekel CEM I (308) Portlandcement CEM II / B-S (225) Portlandslakcement CEM II / B-V Portlandvliegascement CEM III/A (148) Hoogovencement CEM III/B (113) Hoogovencement Tabel 9: Totale CO 2 emissie in kg CO 2 van een m 3 ongewapend prefab beton, afhankelijk van de toegepaste cementsoort. De cradle-to-site CO 2 emissie van een m 3 prefab beton, afhankelijk van de toegepaste cementsoort, kan nu bepaald worden voor ongewapend (tabel 9) en gewapend (tabel 10) beton. CO 2 emissie transport prefab beton naar bouwplaats Voor de CO 2 emissie bij het transport van 1 m 3 prefab betonnen elementen (gewicht 2,4 ton) naar de bouwplaats kan bij een gemiddelde transportafstand van 75 km een waarde van: 2,4 x 0,130 x 75 = 23 kg CO 2 per m 3 beton worden aangehouden. 44 De CO 2 emissie in een prefab-fabriek is hoger, omdat daar volledige elementen worden gemaakt. Uit andere bronnen kan worden opgemaakt dat de gemiddelde waarde 30 kg CO 2 / m 3 beton bedraagt. 45 Ontleend aan rapport Strukton scope 3 beton d.d. 5 mei Duurzaam construeren met materialen

37 Afb. Dieplader met prefab beton platen CO 2 emissie montage prefab beton op de bouwplaats Voor de CO 2 emissie bij het monteren van 1 m 3 prefab beton kan een arbitraire waarde van 10 kg CO 2 per m 3 beton worden aangehouden. Cementsoort Transport grondstoffe n Betonmort el Producti e in prefabfabriek Transport naar bouwplaat s Montage op bouwplaat s Totaa l kg CO 2 CEM I Portlandcement CEM II / B-S Portlandslakcement CEM II / B-V Portlandvliegasceme nt CEM III/A Hoogovencement CEM III/B Hoogovencement Tabel 9a: Totale CO 2 emissie ( cradle-to-site ) in kg CO 2 van een m 3 ongewapend prefab beton, afhankelijk van de toegepaste cementsoort. Ter vergelijking: voor betonstraatstenen en betonbuizen, beiden van ongewapend beton, is berekend dat de CO 2 emissie 246 kg CO 2 / m 3 beton bedraagt. Voor gewapend prefab beton geldt tabel 10: Duurzaam construeren met materialen

38 Cementsoort CEM I Portlandcement CEM II / B-S Portlandslakcement CEM II / B-V Portlandvliegascem ent CEM III/A Hoogovencement CEM III/B Hoogovencement Transport grondstoff en Betonmengs el Productie in betonfabri ek Transport naar en montage op de bouwplaa ts Wapening 46 Tota al kg CO Tabel 10: Totale CO 2 emissie ( cradle-to-site ) in kg van een m 3 gewapend prefab beton, afhankelijk van de toegepaste cementsoort. Bij toepassing van prefabbeton moeten we rekening houden met de benodigde energie voor transport en hijscapaciteit op de bouwplaats. Beperking van het gewicht van de elementen en een betonfabriek kiezen die niet ver verwijderd is van de bouwplaats is daarbij gunstig CO 2 emissie van een m 3 ter plaatse gestort beton CO 2 emissie transport betonmortel naar bouwplaats Voor de CO 2 emissie bij het transport van 1 m 3 betonmortel (gewicht 2,4 ton) naar de bouwplaats kan bij een gemiddelde transportafstand van 75 km een waarde van 2,4 x 75 x 0,13 = 23 kg CO 2 per m 3 beton worden aangehouden. Het transport van betonmortel levert dus maar een beperkte bijdrage aan de CO 2 emissie. Afb. betonmixer 46 Uitgaande van 100 kg wapening per m 3 beton (164 kg CO 2 ) en een gemiddelde transportafstand van 50 km naar de bouwplaats per vrachtwagen à 0,13 kg CO 2 / ton.km = 1 kg CO 2 (afgerond). Duurzaam construeren met materialen

39 CO 2 emissie productie beton op de bouwplaats Voor de CO 2 emissie bij de productie van beton op de bouwplaats wordt een arbitraire waarde van 20 kg CO 2 per m 3 beton aangehouden. Hierin is verdisconteerd transport- en hijswerktuigen op de bouwplaats, en het bekisten en ontkisten van de betonconstructie. Afb. beton stort op de bouwplaats Voor de totale CO 2 emissie van in het werk gestort gewapend beton ( cradle-to-site ) kan tabel 11 worden aangehouden. Hierbij is uitgegaan van een betonsamenstelling volgens tabel 5 (dat wil zeggen 300 kg cement per m 3 beton). Alleen gewapend beton wordt in beschouwing genomen. Cementsoort Transpo rt grondstoffen Betonmortel Transport naar bouwplaa ts Productie op bouwplaa ts Wapening 47 Totaa l kg CO 2 CEM I Portlandcement CEM II/B-S Portlandslakcement CEM II/B-V Portlandvliegascement CEM III/A Hoogovencement CEM III/B Hoogovencement Tabel 11: Totale CO 2 emissie ( cradle-to-site ) in kg van een m 3 in het werk gestort gewapend beton, afhankelijk van de toegepaste cementsoort MRPI blad voor betonmortel Uitgaande van 100 kg wapening per m 3 beton (164 kg CO 2 ) en een gemiddelde transportafstand van 50 km naar de bouwplaats per vrachtwagen à 0,13 kg CO 2 / ton.km = 1 kg CO De MRPI-bladen voor betonmortel zijn uitgewerkt in vier bladen, waarvan één voor betonmortel en drie voor de functionele eenheden fundering, vloer en wanden. Duurzaam construeren met materialen

40 In opdracht van de VOBN (Vereniging van Ondernemingen van Betonmortelfabrikanten in Nederland) is door de Stichting MRPI een blad met milieu relevante product informatie voor betonmortel opgesteld. Dit betreft betonmortel geproduceerd door de leden van de VOBN voor toepassing in Nederland. Hierbij zijn waarden opgegeven voor twee sterkteklassen (C20/25 en C30/37), beiden uitgaande van milieuklasse XC1 en consistentieklasse S3. Bij de bepaling van de milieueffecten is uitgegaan van een gegeven betonsamenstelling, met toepassing van Hoogovencement CEM III. Niet aangegeven is welke cement (A, B of C) is aangehouden, maar vermoed wordt dat dit CEM III/B zal zijn. Voor betonsoort C30/37 met 330 kg CEM III/B, kg riviergrind, 750 kg rivierzand en 175 liter water, wordt een CO 2 emissie ( cradle-to-gate ) van 131 kg CO 2 /m 3 betonmortel gegeven. Wanneer we de CO 2 emissie van CEM III/B aanhouden volgens tabel 4 (291), voor grind 4,3, zand 4,6 en water 0,3, dan vinden we een totale CO 2 emissie van deze betonmortel: 330/1.050 x /1.600 x 4, /1.350 x 4, /1.000 x 0,3 = 97 kg CO 2 / m 3 betonmortel. Deze waarde komt niet overeen met de waarde volgens het MRPI blad, echter in de hier berekende waarde is nog niet meegenomen het transport van de grondstoffen (17 kg CO 2 / m 3 betonmortel) en de productie van de betonmortel in de betoncentrale (10 kg CO 2 / m 3 betonmortel). Hierdoor komt de totale CO 2 emissie uit op = 124 kg CO 2 / m 3 betonmortel. Niet nader wordt gespecificeerd uit welke deelwaarden de totale waarde van 131 bestaat. Alleen is aangegeven dat niet inbegrepen zijn in de waarde van 131: - transport van betonmortel naar bouwplaats; - aanbrengen in het werk: verwerken van de betonmortel; - gebruiksfase (gebruik, onderhoud en vervangingen); - sloop; - afvalverwerking (recycling) van beton aan het einde van de levenscyclus Levert de carbonatatie van beton nog een positieve bijdrage? Bij betonvlakken die blootgesteld zijn aan de buitenlucht treedt carbonatatie op. De in de lucht aanwezige CO 2 dringt in de poriën, en reageert daar met vrije kalk (Ca(OH) 2 ) tot kalksteen (CaCO 3 ) en water, volgens de chemische reactie: Ca(OH) 2 + CO 2 - CaCO 3 + H 2 O. De snelheid waarmee dit gebeurt bedraagt: 0,634 gram/m 3 beton/m 2 oppervlak/jaar. De carbonatatie diepte bedraagt ca. 2 mm/jaar. Een betonoppervlak van 100 m 2 neemt per jaar dus 0,634 x 0,002 x 100 = 0,12 gram CO 2 op. Dit is een te verwaarlozen hoeveelheid. De carbonatatie van beton levert dus geen relevante bijdrage aan de beperking van de totale CO 2 emissie van betonconstructies Levert betongranulaat nog een positieve bijdrage? Betongranulaat wordt niet alleen gebruikt als ongebonden funderingsmateriaal in de wegenbouw, maar ook als secundair toeslagmateriaal in nieuw beton. Duurzaam construeren met materialen

41 Het toepassen van betongranulaat als grindvervangend materiaal zorgt voor een gesloten kringloop waardoor het gebruik van (eindige) primaire grondstoffen (grind) kan worden gereduceerd, de vorming van nieuwe winplassen beperkt kan worden en ook nog een bijdrage aan het terugdringen van de hoeveelheid bouwafval wordt geleverd. Bovendien zorgt het verminderen van de afvoer van sloopafval/de aanvoer van zand en grind van verdere locaties, voor een aanzienlijke reductie in kilometers. Tot slot leiden hergebruik van grondstoffen en een slim transportbeleid ook nog eens tot een betere luchtkwaliteit (verminderde uitstoot van fijnstof, NO x en SO 2 ). De bijdrage van grind aan de CO 2 emissie van beton is echter beperkt (ca. 12 kg CO 2 per m 3 betonmortel, d.w.z. minder dan 10%), waardoor de reductie van de CO 2 emissie van betonconstructies door het gebruik van betongranulaat ook beperkt is. Daar komt bij dat de kwaliteit van beton afneemt door het gebruik van betongranulaat. Dit is de reden waarom aan de hoeveelheid betongranulaat die toegepast mag worden in constructief beton een maximum wordt gesteld (20%). Verder moet er meer cement aan het betonmengsel worden toegevoegd om het betongranulaat te binden met de andere grondstoffen. Het MRPI blad betonmortel geeft het effect aan van toepassing van betongranulaat op de CO 2 emissie. Deze is in onderstaande tabel 12 samengevat. Betongranulaat in % > 0% 20% 50% 100% Sterkteklasse C20/ C30/ Tabel 12: CO 2 emissie van betonmortel in kg CO 2 per m 3 betonmortel volgens MRPI blad d.d. 21 augustus 2012, voor twee sterkteklassen van beton, en met een variabel percentage betongranulaat. Uit tabel 12 valt op te maken dat een hogere sterkteklasse een toename van de CO 2 emissie betekent (in dit geval van 13 %). Het hogere cementgehalte is hier de oorzaak van. Toepassing van betongranulaat leidt tot een lichte verhoging van de CO 2 emissie, doordat een hoger cementgehalte nodig is voor de binding van betongranulaat. Dit wordt niet volledig gecompenseerd door de reductie van de CO 2 emissie door vervanging van grind. In plaats van betongranulaat kan ook AEC-granulaat worden toegepast. Dit is bewerkte bodem-as die vrijkomt bij het verbrandingsproces in Afval- en Energie Centrales (AEC). Voor de toepassing van AEC-granulaat is CUR-Aanbeveling 116 opgesteld 49. Hierin wordt aangegeven dat in gewapend beton tot en met sterkteklasse C30/37, maximaal 20%V/V van het grind òf van het zand en grind vervangen mag worden door overeenkomstige fracties AEC-granulaat. In ongewapend beton mag dit vervangingspercentage maximaal 50%V/V zijn. Toepassing bij voorgespannen beton, en bij milieuklassen XA2 en XA3 is niet toegestaan Levert een zeer hoge betonsterkte (ZHSB en UHSB) nog een positieve bijdrage? 49 CUR-Aanbeveling 116 (2012): AEC-granulaat als toeslagmateriaal voor beton Duurzaam construeren met materialen

42 Een hogere betonsterkte wordt verkregen door de betonsamenstelling op de volgende wijze aan te passen: - hoger cementgehalte, - lage water-cementfactor (0,30 0,35), - hoge dosering hulpstoffen (waaronder superplastificeerders), - toevoeging silica fume, - kleinere korrelgrootte van het grove toeslagmateriaal. Op deze wijze kan Zeer Hoge Sterkte Beton (ZHSB) met een betonsterkte van MPa verkregen worden. Door de grove toeslagmaterialen helemaal weg te laten, een deel van het zand te vervangen door kwartspoeder (korrelgrootte < 800 μm) en staalvezels tegen de brosheid toe te voegen, kan Ultra Hoge Sterkte Beton (UHSB) verkregen worden met een betonsterkte van MPa. De wijzigingen in de betonsamenstelling en de invloed daarvan op de CO 2 emissie van een kubieke meter betonmortel bij toenemende betonsterkte is weergegeven in onderstaande tabel 13. B35 (C30/37) B65 (C55/67) B115 (C100/115) B200 (Ductal) Cement CEM I Zand (0-2 mm) Toeslag 2-8 mm Toeslag 8-16 mm Kwartspoeder Silica fume Water Staalvezels Soortelijke massa betonmortel in kg per m 3 CO 2 emissie 50 in kg CO 2 per m 3 betonmortel Tabel 13: CO 2 emissie van een m 3 betonmortel bij toenemende betonsterkteklasse - Een hogere betonsterkteklasse betekent dus een hogere CO 2 emissie per m 3 betonmortel. Door gebruik te maken van de hogere betonsterkte bij de dimensionering van constructieelementen kan er slanker geconstrueerd worden, en wordt de milieubelasting per saldo lager. Dit geldt echter alleen voor op druk belaste constructie-elementen. Bij op buiging belaste constructie-elementen (balken en vloeren) geldt dat een hogere betonsterkte nauwelijks reductie van de dimensies en buigwapening geeft, maar wel een hoger cementgehalte, en dus een hogere milieubelasting. We moeten ons realiseren dat de toename van betonsterkte vooral betrekking heeft op de druksterkte. De buigtreksterkte en de elasticiteitsmodulus nemen niet evenredig toe met de druksterkte. Dit betekent voor massieve ronde drukstaven dat bij toepassing van 50 Uitgaande van de volgende waarden voor de CO 2 emissie in kg CO 2 per kg bestanddeel: cement CEM I (0,820), betonzand (0,0012), riviergrind (0,0011), silica fume (0,0052), staalvezels (1,900), water (0,00034) en kwartspoeder (0,032). Duurzaam construeren met materialen

43 betonsterkte C100/115 (ZHSB) in plaats van C50/60 de netto doorsnede niet gehalveerd kan worden, omdat de knikstabiliteit van de drukstaaf bepalend wordt voor de dimensie. Met andere woorden: de slankheid van massieve ZHSB staven wordt beperkt door de (relatief) lage waarde van de elasticiteitsmodulus. Naast de CO 2 emissie speelt ook de mogelijkheid tot recycling een rol. Nadeel van staalvezelgewapend ZHSB en UHSB is dat de vezels (nog) niet uit het materiaal gehaald kunnen worden, waardoor dit niet hergebruikt kan worden. Ook puingranulaat kan niet toegepast worden in nieuw ZHSB en UHSB. Voorbeeldprojecten: De Folly Zonnestraal in Hilversum is uitgevoerd in UHSB (druksterkte 180 MPa). De uitkragende dakplaat (9 x 9 meter) weegt 40 kn. Uitgevoerd in traditioneel beton (druksterkte 35 MPa) zou dezelfde dakplaat 260 kn wegen. De CO 2 emissie in UHSB bedraagt (40/24,1) x 782 = kg, terwijl voor B35 de CO 2 uitstoot (260/24,5) x 248 = kg bedraagt, d.w.z. meer dan het dubbele. Bij dit project is dus optimaal gebruikt gemaakt van de hogere sterkte van UHSB. De Gooise brug in Vleuten de Meern is uitgevoerd in voorgespannen ZHSB (druksterkte 135 MPa). De brug heeft een overspanning van 20 meter, een brugdek met een breedte van 1,6 meter, en weegt volgens opgave 290 kn. Totaal is 12 m 3 beton gebruikt. Zou deze brug uitgevoerd worden met prefab betonnen voorgespannen brugliggers (druksterkte 65 MPa), dan zouden hiervoor twee kokerliggers met een hoogte van 850 mm en een wanddikte van 125 mm nodig zijn. Totaal 11 m 3 beton. De CO 2 uitstoot van de brug in ZHSB bedraagt ca. 12 x 198 = 2376 kg CO 2, terwijl deze voor de prefab brugliggers in B65: 11 x 297 = 3267 kg CO 2 bedraagt. Bij de prefab brugliggers wordt uitgegaan van CEM I. Bij de brug in ZHSB is gebruik gemaakt van CEM III A 52,5 met een CO 2 uitstoot van 0,435 kg CO 2 per kg cement, waardoor de totale CO 2 uitstoot per m 3 betonmortel beperkt kon worden tot 198 kg CO 2. In beide gevallen is de bijdrage van de voorspanning buiten beschouwing gelaten Levert een holle vloer nog een positieve bijdrage? Betonvloeren voorzien van holle ruimten zorgen voor een materiaalbesparing en een bijbehorende gewichtsreductie. De vraag is of de milieubelasting van holle vloeren ook minder is dan van massieve vloeren. Om hierover inzicht te krijgen is een vergelijking op het niveau van een functionele eenheid nodig. We kiezen voor een verdiepingsvloer in de woningbouw met een overspanning van 7,2 meter, en vergelijken de CO 2 uitstoot per m 2 vloer voor de volgende vloersystemen: - klimaatvloer: geprefabriceerde vloer voorzien van holle kanalen en voorgespannen wapening, waarbij de naden tussen de vloerelementen worden gevuld met een cementmortel; - kanaalplaatvloer incl. druklaag: geprefabriceerde vloer voorzien van holle kanalen en voorgespannen wapening, waarbij de naden tussen de vloerelementen worden gevuld met een cementmortel; Duurzaam construeren met materialen

44 - Airdeck vloer: in het werk gestorte betonvloer met polypropyleen gewicht besparende elementen in een raster van 300 x 300 mm op een geprefabriceerde bekistingsplaat (70 mm); - Bollenplaatvloer: in het werk gestorte betonvloer met HDPE bollen 51 van 225 mm in een raster van 250 x 250 mm op een geprefabriceerde bekistingsplaat (70 mm); - Slimlinevloer (voorheen: Infra+vloer): geprefabriceerde vloer, bestaande uit een 70 mm dikke betonplaat met daarop aan de bovenzijde aangebrachte stalen profielen (IPE 270, h.o.h. 750 mm), met daarbovenop een flexibele topvloer (vuren multiplex). Verdiepingsvloeren excl. dekvloer en vloerbedekking 52 Kanaalplaatvloer incl. druklaag Dikte Hoeveelheid beton in kg/m 2 Hoeveelheid wapening in kg/m 2 Hoeveelheid cementmortel (c) of kunststof in kg/m 2 CO 2 uitstoot in kg CO 2 eq. per m ,7 144 (c) 91 Airdeck vloer ,8 3,7 (PP) 103 Slimline vloer (Infra (IPE) 9 (multiplex) 107 vloer) Bekistingplaatvloer ,4-113 Ter plaatse gestorte ,0-118 betonvloer Bollenplaatvloer ,7 3,7 (HDPE) 123 Tabel 14: CO 2 emissie in kg CO 2 eq. van een m 2 verdiepingsvloer met een overspanning van 7,20 meter. We concluderen uit tabel 14 dat t.o.v. een massieve ter plaatse gestorte betonvloer resp. een bekistingplaatvloer, de holle kanaalplaatvloer, Airdeck vloer en Slimline vloer een lagere CO 2 uitstoot per m 2 hebben. Alleen de Bollenplaatvloer heeft een net iets hogere CO 2 uitstoot. Kijken we naar de totale milieukosten dan scoren de Bollenplaatvloer en de Slimline vloer met 13,17 per m 2 net iets hoger dan de ter plaatse gestorte betonvloer ( 12,74 per m 2 ). De Airdeck vloer ( 10,67 per m 2 ) en de kanaalplaatvloer ( 9,28 per m 2 ) liggen daar duidelijk onder Kan de kringloop van beton gesloten worden? We kunnen spreken van een gesloten kringloop van beton wanneer het materiaal beton als enige en volwaardige grondstof kan dienen voor de productie van klinker. Op die manier wordt het verbruik aan natuurlijke grondstoffen bij de productie van klinker (kalksteen/mergel, zand en klei) sterk gereduceerd, krijgt het sloopafval integraal een volwaardige bestemming en zal de CO 2 emissie worden gereduceerd. Door de Universiteit Gent is onderzoek 53 gedaan naar het gedrag van volledig recyclebare betonmengsels. Het onderzoek toonde aan dat volledig recyclebaar beton niet enkel een theoretisch concept, maar ook een praktisch realiseerbare oplossing biedt tegen de hoge milieubelasting die de bouwsector teweegbrengt. 51 HDPE van gerecycled materiaal 52 Bron: NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties Bouwproducten, Draagconstructies, Zie Cement online : Volledig recyclebaar beton Duurzaam construeren met materialen

45 Door slim te breken kan de materiaalkringloop van beton gesloten worden. De kunst is om beton weer te scheiden in zijn samenstellende materialen zand, grind en cement, met zo min mogelijk beschadiging van het granulaat. Met de nieuw ontwikkelde smart crusher 54 kan gebroken materiaal worden hergebruikt zonder kwaliteitsverlies. Dat geldt zowel voor de toeslagmaterialen (zand en grind), als voor de cementsteen. De cementsteen kan opnieuw een bindmiddelfunctie vervullen in beton. Naar verwachting zal de machine medio 2013 operationeel zijn bij VAR bv te Wilp. Hiermee wordt een nieuwe fase ingezet in de recycling van beton. Een andere ontwikkeling die hier genoemd moet worden is Advanced Dry Recovery 55 (ADR). Het gaat hier om een nieuwe technologie, ontwikkeld in het Recycling- lab van de TU Delft. Gebruikelijk is dat granulaat gewassen wordt om het geschikt te maken voor gebruik in nieuw beton. Daarbij wordt echter een dure slibfractie geproduceerd. Het gevolg is dat gewassen betongranulaat niet concurrerend is met grind gewonnen uit rivieren. Met de ADR technologie wordt vochtig granulaat van 0-16 mm ontdaan van de 0-1 mm fractie. Tegelijkertijd worden ook de lichte vervuilingen sterk gereduceerd Milieuvriendelijke cementen Het meest toegepaste cement in de wereld is Portlandcement, gemaakt van gemalen Portlandklinker. Van Portlandcement een CO 2 -neutrale cement maken is een illusie. De CO 2 uitstoot bij de productie van Portlandklinker heeft allereerst te maken met de omzetting van CaCO 3 (kalksteen) in CaO (vrije kalk), waarbij CO 2 vrijkomt (0,45 ton CO 2 per ton Portlandcement). De vorming van CO 2 tijdens het productieproces is dus inherent aan deze omzetting, waarvoor geen alternatief is. Anderzijds hebben we te maken met het verwarmen van de klinkeroven tijdens het branden van de kalksteen. Door het optimaliseren van het brandstofpakket en het minimaliseren van warmteverliezen kan het gebruik van primaire brandstoffen zoveel mogelijk beperkt worden. De cementoven van ENCI in Maastricht draait op dit moment bijna geheel (89%) op secundaire brandstoffen, en is daarmee koploper in de wereld. Verdere reductie van de CO 2 uitstoot bij de productie van cement wordt bereikt door het verlagen van de oventemperatuur tot 900 C, dat wil zeggen 30% lager dan de gebruikelijke temperatuur van ca C. Hierbij wordt in plaats van tricalciumsilicaat (C 3 S) het eveneens hydraterende dicalciumsilicaat (C 2 S) of Belite gevormd. Het Franse bedrijf Lafage ontwikkelt het cement Aether, waarvan de productie een 25-30% lagere CO 2 uitstoot heeft vergeleken met Portlandcement. In 2014 introduceert Lafage dit cement op de markt. De doelstelling van Lafage is om in 2020 een reductie van 33% te hebben bereikt. De sterkteontwikkeling in de verhardingsfase is bij Aether echter wel minder dan bij Portlandcement, maar dit hoeft niet altijd een probleem te zijn. Een volgende stap is het vervangen van Portlandklinker in cement door puzzolane materialen als hoogovenslak en (poederkool)vliegas. We spreken dan van composietcementen. Deze 54 Zie artikel Slim breken sluit materiaalkringloop in Cement nr. 4 / 2013, M. Florea en J. Brouwers. 55 Zie artikel Cement Online Duurzaam construeren met materialen

46 leveren direct een evenredige besparing op de CO 2 uitstoot op. Materialen als hoogovenslak en vliegas zijn echter latent hydraulisch, en hebben portlandcement nodig om geactiveerd te worden. Composietcementen moeten daartoe minimaal 20% portlandcement bevatten. Op kleinere schaal wordt er in de wereld onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van milieuvriendelijke cementen, zonder gebruik van Portlandklinker. Voor al deze cementen geldt dat de CO 2 uitstoot bij de productie sterk gereduceerd wordt, tot zelfs negatief wordt (absorptie van CO 2 ). Enkele voorbeelden hiervan zijn: Geopolymeren: hierbij wordt vliegas (of soms hoogovenslak) toegepast, in combinatie met een alkali-activator. Bij verharding ontstaat een netwerk van aluminium-silicaten. Vanwege de analogie met koolstofketens in polymeren wordt hier gesproken over geopolymeren. De eigenschappen van geopolymeer beton zijn vergelijkbaar of zelfs beter dan van traditioneel beton. De CO 2 emissie van geopolymeer beton op basis van alleen het bindmiddel bedraagt 86 kg CO 2 per m 3 beton (vergelijk CEM III/A met 156 kg CO 2, zie tabel 9). De geopolymeren bevinden zich nog in de opschalingsfase (bijv. ASCEM-cement). Het Australische bedrijf Calix maakt cement via catalytic flash calcination, waarbij het koolstofdioxide wordt opgesloten in het product, en dus niet vrijkomt. Dit bedrijf heeft in 2012 het door het Britse Novacem ontwikkelde proces overgenomen, waarin calciumcarbonaat wordt vervangen door magnesiumsilicaat. De voordelen van Novacem zijn dat de benodigde grondstoffen oneindig voorradig zijn, het productieproces bij lage temperaturen plaatsvindt en er geen CO 2 uitstoot van grondstoffen is. Per m 3 beton vindt er zelfs een absorptie van 125 kg CO 2 plaats! Nadeel is echter dat het om een kostbaar productieproces gaat, en dat de energiekosten voor het malen van de grondstoffen hoog zijn. Het Amerikaanse bedrijf Calera heeft een proefinstallatie gebouwd in Californië, voor de productie van calciumcarbonaatcement. De installatie is niet langer in gebruik, omdat het proces financieel te kostbaar is. De gedachte achter de productie van calciumcarbonaatcement door Calera is echter interessant. Door koolzuurgas door een vloeistof te leiden waarin grote hoeveelheden Ca 2- en Mg 2- ionen aanwezig zijn, ontstaan kalksteen (CaCO 3 ) en dolomiet (magnesium/calcium carbonaat). Het koolzuurgas wordt op deze wijze chemisch gebonden. Het gevormde kalksteen wordt gebruikt voor de productie van cement, waarbij het gebonden CO 2 weer vrijkomt, maar hergebruikt wordt in het proces. Een verdere winst wordt bereikt doordat men het calciumcarbonaat en magnesiumcarbonaat ook in grote brokken kan produceren, die gebruikt kunnen worden als fijne en grove toeslagmaterialen. Hierdoor claimt men uiteindelijk 680 kg CO 2 per m 3 beton te kunnen vastleggen, in plaats van 307 kg CO 2 per m 3 beton te hebben uitgestoten bij gebruik van Portlandcement CEM I (zie tabel 9). Holcim ontwikkelde Cemroc, een supersulfaat geactiveerd cement, dat bestaat uit een mengsel van gemalen gegranuleerde hoogovenslakken en calciumsulfaat. Holcim claimt een lage CO 2 uitstoot bij de productie van Cemroc, in vergelijking met Portlandcement zelfs 95% minder. Beton gemaakt met dit cement is zeer resistent tegen chemische aantasting en bezit een grote fysieke duurzaamheid. Duurzaam construeren met materialen

47 Orcem bv produceert Eco2cem, een latent hydraulisch bindmiddel op basis van gemalen gegranuleerde hoogovenslak. Het bestaat uit bewerkte secundaire materialen die vrijkomen bij de productie van staal. Meestal wordt Eco2cem in combinatie met cement als bindmiddel gebruikt. Het kan daarbij tot 80% Portlandcement vervangen bij de productie van constructief beton. Eco2cem heeft een uitstoot van 42 kg CO 2 per ton, waarvan 37 bij de productie en 5 bij het transport naar de betoncentrale. De HeidelbergCement Groep heeft een klinker ontwikkeld op basis van ternesiet (een blauw calciumsulfosilicaat). Door zijn chemische samenstelling en de (150 à 200 C) lagere oventemperatuur genereert deze nieuwe klinker tot 30% minder CO 2 uitstoot bij de productie dan gewoon Portlandcement Reductie van de CO 2 uitstoot van betonconstructies De CO 2 uitstoot van betonconstructies kan op de volgende wijzen worden gereduceerd: 1. Beperking van het cementgehalte Het minimaal vereiste cementgehalte / bindmiddelgehalte en de maximale watercement-factor (WCF) worden bepaald door de milieuklasse. De milieuklasse wordt bepaald door de omgeving waarin het beton wordt toegepast, en de invloed daarvan op (gewapend) beton. We onderscheiden (1) geen risico op corrosie of aantasting, (2) corrosie ingeleid door carbonatatie, (3) corrosie ingeleid door chloriden anders dan afkomstig uit zeewater, (4) corrosie ingeleid door chloriden afkomstig uit zeewater, (5) aantasting door vorst/dooi-wisselingen met of zonder dooizouten en (6) chemische aantasting. Voor gewapend beton dat alleen is blootgesteld aan lucht en vocht, geldt milieuklasse XC1 t/m XC4, volgens onderstaande tabel 15. Milieuklasse 56 Omschrijving Minimaal vereist cementgehalte (kg/m 3 beton) XC1 Droog of blijvend nat XC2 Nat, zelden droog (bijv. funderingen) XC3 Matige vochtigheid XC4 Wisselend nat en droog Maximale watercementfactor Indicatie sterkteklasse 260 0,65 C20/ ,60 C25/ ,55 C30/ ,50 C30/37 Tabel 15: Minimaal vereist cementgehalte en maximale water-cementfactor afhankelijk van de milieuklasse. De constructeur zal bij het ontwerp van een betonconstructie niet alleen de betonsterkteklassen moeten bepalen, maar gelijktijdig ook de milieuklassen die van 56 Milieuklassen volgens NEN-EN Duurzaam construeren met materialen

48 toepassing zijn voor de verschillende onderdelen van de betonconstructie. De milieuklasse bepaalt namelijk het minimaal vereiste cementgehalte. Maar ook de maximale water-cementfactor (wcf). Om te voldoen aan de maximale waarde volgens de milieuklasse wordt vaak een lagere water-cementfactor aangehouden dan voor de sterkteklasse noodzakelijk is. Voor de verwerkbaarheid is echter een bepaalde hoeveelheid aanmaakwater nodig (minimaal 150 liter/m 3 ). Dit betekent dan dat meer cement wordt toegepast dan minimaal volgens de milieuklasse noodzakelijk is. Het gevolg is een hogere betonsterkte. Door van deze hogere betonsterkte in de berekeningen gebruik te maken kunnen de dimensies van de betonconstructie geoptimaliseerd worden. Niet elke constructeur is zich in het ontwerpstadium echter bewust van de relatie tussen milieuklasse en betonsterkte. Een ander gevolg van een hoger cementgehalte is een grotere hydratatiekrimp. Een hogere water-cementfactor leidt omgekeerd tot een lager cementgehalte, waardoor minder hydratatiekrimp optreedt en minder warmteontwikkeling bij verharding. Gevolg: een kleinere kans op scheuren. Voor een hogere consistentie moet eigenlijk niet meer water, maar bij voorkeur een (super) plastificeerder worden toegevoegd. Hierdoor kan het cementgehalte met ca. 10% worden beperkt. Conform NEN 8005 moet wel voldaan worden aan een minimaal bindmiddelgehalte. De milieuklasse van een bouwdeel bepaalt ook de minimale betondekking en de toelaatbare scheurwijdte 57, en daarmee de dimensies van de betonconstructie. Door toepassing van thermisch verzinkte wapening zou een lagere milieuklasse kunnen volstaan, en daarmee een lager cementgehalte. Door het aanbrengen van beschermende lagen op het beton (zoals coatings) zou ook met een lagere milieuklasse kunnen worden volstaan, en daarmee een lager cementgehalte. Op kleine schaal vinden al experimenten plaats om het cementgehalte in beton verder terug te brengen. Hierbij moeten we denken aan cementgehaltes van minder dan 100 kg/m 3 beton. 2. Gebruik van CEM III (Hoogovencement) in plaats van CEM I (Portlandcement). In Nederland wordt nog steeds voor de helft van alle betonconstructies CEM I (Portlandcement) toegepast. Gebruik van CEM III cementen met een gereduceerd klinkergehalte (door vervanging van klinkers door hoogovenslakken) in plaats van CEM I cementen leidt tot een verlaging van de CO 2 uitstoot van de daarmee gemaakte betonconstructie. Verlaging van het klinkergehalte betekent wel een daling van de beginsterkte-ontwikkeling, een geringere vorstbestandheid en een grotere temperatuurgevoeligheid van het beton. Een gehalte portlandklinker kleiner dan 20% wordt daarom afgeraden. 57 Volgens NEN-EN Duurzaam construeren met materialen

49 Cementsoort volgens EN CEM I Portlandcement CEM III/A Hoogovencement CEM III/B Hoogovencement Klinker gehalte Hoogovenslakken gehalte CO 2 uitstoot in kg CO 2 per ton cement 96% % 56% % 68% 291 Tabel 16: klinkergehalte voor verschillende cementsoorten. Portlandcement (PC) blijft nodig wanneer specifieke eisen aan beton worden gesteld, zoals een snellere sterkte-ontwikkeling, kleur en fysieke duurzaamheid. Met Hoogovencement (HC) wordt beton gemaakt dat een dichtere poriënstructuur heeft dan bij gebruik van PC, waardoor de betonconstructie beter bestand is tegen sulfaten en een betere weerstand heeft tegen indringing van chloriden. Om de kans op het optreden van schadelijke alkali-silicareacties (ASR) te voorkomen, worden er eisen gesteld aan de toe te passen toeslagmaterialen en cementen. Voor mengsels van CEM I met poederkoolvliegas en CEM III/A of B mag worden aangenomen dat schadelijke ASR in beton niet zal optreden. Poederkoolvliegascement heeft de voorkeur in geval van vorstdooi-zout belasting. De keuze van de cementsoort wordt ook bepaald door de weersomstandigheden tijdens het storten van beton. Vanaf 20 C of meer kan betonspecie zijn verwerkbaarheid snel verliezen. De betoncentrale zal bij voorkeur een CEM III/B (Hoogovencement) toepassen, het cementgehalte beperken en een (super)plastificeerder met vertragende werking toevoegen. Dit is gunstig voor de CO 2 emissie van de betonmortel. Wanneer in Nederland meer HC toegepast gaat worden, is de vraag of er wel voldoende hoogovenslakken beschikbaar zullen zijn. Door de economische crisis is de bouwproductie en automobielindustrie de laatste jaren sterk gereduceerd, waardoor ook de staalproductie (en de bijproductie van slakken) bij Tata Steel in IJmuiden navenant is afgenomen. Hierdoor moesten zelfs slakken uit België en Duitsland worden geïmporteerd om bij ENCI in IJmuiden voldoende HC te kunnen blijven produceren. Deze import betekent weer extra CO 2 uitstoot voor transport. In NEN-EN worden 27 common cements beschreven, elk met een eigen milieuprofiel. Op basis van BRL 1802 mag een betonproducent zelf een bindmiddel samenstellen op basis van een combinatie van een cement en een vulstof. Aangetoond moet worden dat met deze cement/vulstof combinatie beton kan worden gemaakt dat gelijkwaardige prestaties levert (t.a.v. sterkte- en milieuklasse) als beton met cement op basis van NEN-EN In de nabije toekomst: Gebruik van Belite-cement Met Belite-cement wordt een reductie van de CO 2 uitstoot van ca. 30% bereikt t.o.v. Portlandcement. Duurzaam construeren met materialen

50 Belite-cement (zoals Aether van Lafage) heeft echter als nadeel een geringere sterkteontwikkeling in de verhardingsfase, en vraagt nog veel onderzoek (o.a. naar de fysieke duurzaamheid) voordat het op grote schaal kan worden toegepast. 4. In de verdere toekomst: Gebruik van milieuvriendelijke cementsoorten Er wordt hard gewerkt aan milieuvriendelijke alternatieven voor (Portland)cement, echter het ideale product is nog niet gevonden. Aan het product cement worden namelijk hoge eisen gesteld, niet alleen op het gebied van sterkteontwikkeling en fysieke duurzaamheid, maar ook op beschikbaarheid van grondstoffen, kostprijs en verwerkingseigenschappen. Vooralsnog zijn er geen milieuvriendelijke cementen op de markt die als alternatief kunnen dienen voor EN cementen. 5. Vervang primaire door secundaire toeslagmaterialen bij sterkteklassen tot C30/37 Hierbij moet gedacht worden aan betongranulaat 58, AEC-granulaat 59, metselwerkgranulaat 60, gerecycled teerhoudend asfaltgranulaat (TAG) of gereinigd spoorballast. Toepassing van secundaire toeslagmaterialen leidt echter tot een lichte verhoging van de CO 2 emissie, doordat een hoger cementgehalte nodig is voor de binding van het secundaire toeslagmateriaal. Dit wordt niet volledig gecompenseerd door de reductie van de CO 2 emissie door vervanging van grind. Daarnaast zijn de eigenschappen van secundaire toeslagmaterialen minder bekend en berekenbaar dan van grind en kalksteen. Uit oogpunt van het sluiten van de kringloop (recycling) op productniveau, wordt gebruik van secundaire toeslagmaterialen toch aanbevolen, zij het voor beton met een sterkteklasse tot C30/37, waaraan geen esthetische eisen (schoon beton) worden gesteld. 6. Kies bewust voor een betonsamenstelling (inclusief cementsoort) met specifieke eigenschappen voor de ontworpen betonconstructie. Dit vereist een nauwe samenwerking tussen de ontwerpende constructeur en de betontechnoloog in het bouwvoorbereidingstraject. De constructeur dient zich in een vroegtijdig stadium bewust te zijn van de relatie tussen vereiste milieuklasse, de maximale water-cementfactor die moet worden aangehouden en de minimale betonsterkte die daarbij hoort. Basiskennis over betontechnologie bij de constructeur en de aannemer moet daartoe sterk verbeterd worden. Voor de huidige beroepspraktijk kan dit gebeuren door bijscholing, voor de nieuwe generatie constructeurs zal in het curriculum van de opleiding (HBO en WO) meer tijd voor betontechnologie moeten worden ingeruimd. 58 Voor toepassing van betongranulaat geldt CUR-Aanbeveling 112: Beton met betongranulaat als grof toeslagmateriaal. 59 Voor toepassing van AEC-granulaat geldt CUR-Aanbeveling 116 (2012): AEC-granulaat als toeslagmateriaal voor beton. 60 Voor toepassing van metselwerkgranulaat geldt CUR-Aanbeveling 5 (2013): Metselwerkgranulaat als toeslagmateriaal voor beton. Duurzaam construeren met materialen

51 7. Kies een betonsterkte die niet hoger is dan noodzakelijk Een hogere betonsterkte vergt een groter minimaal wapeningspercentage, en daarmee meer wapening. Bij een hogere betonsterkte hoort een grotere scheurwijdte. Om deze uit oogpunt van fysieke duurzaamheid te beperken is meer wapeningstaal nodig. Een grove benadering is dat een toename van de druksterkte tot een recht evenredige toename van de hoeveelheid benodigde wapening leidt (bij elementen die op buiging belast worden of waar krimp een rol speelt). Een hogere betonsterkte vraagt een hoger cementgehalte om de verwerkbaarheid gelijk te houden. Een hogere beginsterkte vraagt een cement met een hoger klinkergehalte. Bij op buiging belaste constructie-elementen zien we dat een hogere betonsterkte nauwelijks tot slankere constructies leidt, met gelijkblijvende hoeveelheid veldwapening. Het hogere cementgehalte leidt wel tot een verhoging van de CO 2 emissie. Bij op druk belaste constructie-elementen zien we dat een hogere betonsterkte tot slankere constructies leidt, met gelijkblijvende hoeveelheid wapeningstaal. Óf een gelijkblijvende doorsnede met een (veel) lagere hoeveelheid wapeningstaal. Per saldo geeft dit een lagere CO 2 emissie. De eindsterkte van beton is hoger dan de sterkte na 28 dagen. De sterkte na 91 dagen (3 maanden) is gemiddeld opgelopen tot 117% van de 28-daagse sterkte. De meeste betonconstructies zullen na 28 dagen nog niet hun ontwerpbelasting hebben. Daarom kan de ontwerpende constructeur voor een lagere 28-daagse sterkte kiezen, en daarmee een betonmengsel met een geringere milieubelasting. 8. Voorkom de noodzaak tot een snelle betonsterkte-ontwikkeling Vanuit de uitvoering wordt vaak een snelle betonsterkte-ontwikkeling gevraagd. Bijvoorbeeld om snel te kunnen ontkisten 61 of om eerder te kunnen voorspannen. Door het vermijden van een te krappe planning kan hier rekening mee gehouden worden. Een goede dialoog tussen constructeur, betontechnoloog en aannemer moet voorkomen dat een gevraagde betonsterkte-ontwikkeling automatisch leidt tot een toename van het cementgehalte of toepassing van een cementsoort met een hoger klinkergehalte. 9. Warme gietbouw is uit milieuoogpunt gunstiger dan koude gietbouw Warme gietbouw (verwarming van verhardend beton voor een snellere sterkteontwikkeling) geeft een 2 à 3 maal lagere CO 2 uitstoot dan koude gietbouw, 61 Bij breedplaatvloeren kan de onderstempeling weg bij een druksterkte van 14 N/mm 2 van de ter plaatse gestorte druklaag. Door sensoren in te storten kan de sterkte-ontwikkeling van de beton gevolgd worden, en de stempels worden weggehaald wanneer de juiste sterkte is bereikt. Duurzaam construeren met materialen

52 waarbij klinkerrijke cementen worden toegepast voor een snellere sterkteontwikkeling. Het verlengen van de ontkistingstijden is qua milieubelasting gunstiger. 10. Reductie van de hoeveelheid wapening Voor in het werk gestort gewapend beton met CEM III/B cement bepaalt de wapening voor 50% de totale CO 2 emissie per m 3 beton. Aandacht voor de hoeveelheid wapening in betonconstructies is uit milieuoogpunt dus zeer relevant. Traditioneel gewapend beton heeft gemiddeld 100 tot 110 kg/m 3 aan wapeningstaal in de vorm van netten en staven. Reductie van de hoeveelheid wapening van traditioneel gewapend betonconstructies kan plaatsvinden door het maken van Eindige Elementen berekeningen (Ansys, Diana), bijv. van bepaalde onderdelen of voor bepaalde belastinggevallen (temperatuurbelastingen, krimp), en door het toepassen van beton met een lagere sterkte (waardoor een kleiner minimaal wapeningspercentage kan worden aangehouden). Reducties tot 10% zijn daarbij mogelijk. Door het toepassen van staalvezelbeton kan in veel gevallen volstaan worden met 15 tot 40 kg/m 3 staalvezels, waardoor een veel grotere reductie ontstaat. Door toepassing van hybride beton (combinatie van traditionele wapening en vezelwapening) wordt niet alleen bespaard op de hoeveelheid beton, maar ook op de hoeveelheid wapening (tot 40 kg/m 3 ). Door te wapenen met vezels kan slanker geconstrueerd worden omdat de vezels over de gehele doorsnede aanwezig zijn en daardoor over de gehele doorsnede een bijdrage wordt geleverd aan de bezwijkcapaciteit met betrekking tot schuif- en (buig)trekspanningen. Hybride beton heeft als bijkomend voordeel dat het storten van beton in de bekisting veel eenvoudiger is. Door de beschikbaarheid van beton met een hoge druksterkte verdient toepassing van voorspanning meer aandacht, niet alleen omdat de hoeveelheid staal daardoor beperkt kan worden (voorspanstaal heeft een hogere staalsterkte), maar ook omdat scheurvorming wordt voorkomen, en daarmee de fysieke duurzaamheid wordt vergroot. 11. Reductie van de hoeveelheid beton Over het algemeen geldt dat slanker construeren in gewapend beton (bij gelijkblijvende betonsterkte) niet automatisch leidt tot reductie van de milieubelasting. Uiteraard moet onbewuste over-dimensionering voorkomen worden, niet alleen uit milieu-, maar ook uit kostenoverwegingen. Slank construeren wordt o.a. bereikt door buiging in constructie-elementen zoveel mogelijk te voorkomen en constructies te ontwerpen die belast worden op normaalkracht (bij voorkeur druk, waarbij geen scheurvorming optreedt!). Verder door overspanningen te beperken bij op buiging belaste constructiedelen, en vooral uitkragingen te beperken. Bij reductie van vloeroverspanningen dient wel in ogenschouw te worden genomen de gebruiksmogelijkheden van de vloervelden, ook in de toekomst bij andere functies. Bij op buiging belaste constructies (balken) met een gegeven betonsterkte, zal een reductie van de hoogte met 10% uiteraard leiden tot een reductie van de hoeveelheid beton met 10%, maar ook een toename van de hoeveelheid wapening met ongeveer 10%. Bij gebruik van CEM III cementen geldt dat de bijdrage van de wapening aan de Duurzaam construeren met materialen

53 CO 2 emissie ongeveer gelijk is aan die van de betonmortel, zodat per saldo de milieubelasting niet toeneemt. Doordat een lagere balk diverse andere voordelen kent (bijv. meer ruimte voor passage van luchtkanalen en leidingen), heeft deze toch de voorkeur. Op buiging belaste balk Betonsterkte C28/35 M Ed = 21 knm FeB500 f cd = 18,67 Betonbalk 200x300 mm Betonbalk 200x270 afwijking mm b x d = 0,2 x 0,258 m b x d = 0,2 x 0,235-10% M Ed / f cd.b.d 2 = 85 M Ed / f cd.b.d 2 = 102 ρ 1 = 0,383 ρ 1 = 0,464 A 1 = ρ 1.b.d =198 A 1 = ρ 1.b.d = % mm 2 mm 2 Tabel 17: Invloed van reductie met 10% van de hoogte van een op buiging belaste balk op de hoeveelheid wapening. Bij op druk belaste constructies (kolommen) met een gegeven betonsterkte zal een reductie van de oppervlakte van de doorsnede met 10% leiden tot een sterke toename van de wapening (>30%). Aangezien kolommen een hoog wapeningspercentage hebben, is de bijdrage van de wapening aan de CO 2 emissie hoger dan van het beton (uitgaande van gebruik van CEM III cementen). Daarom zijn slankere kolommen uit milieuoogpunt niet gunstiger. Centrisch belaste kolom Betonsterkte C35/45 N Ed = 2700 kn FeB500 a/h = 0,15 f cd = 23,33 ß = 1,25 Kolom 300 x 300 mm Kolom 285 x 285 afwijking A c = mm 2 A c = mm 2-10% N Ed / A c.f cd = 1,286 N Ed / A c.f cd = 1,429 r =1,5 r = 2,3 ρ = 1,5 x 1,25 = 1,875 ρ = 2,3 x 1,25 = 2,875 A s = 0,01 x ρ x A c = 1688 A s = 0,01 x ρ x A c = % Tabel 18: Invloed van reductie met 10% van de oppervlakte van een centrisch op druk belaste kolom op de hoeveelheid wapening. 12. Verlenging van de levensduur van betonconstructies De milieu-impact van een bouwproduct moet gerelateerd worden aan de totale levensduur; een hogere milieu-impact bij de productie kan gecompenseerd worden door een langere levensduur. Daarbij wordt onderscheid gemaakt in de technische levensduur en de functionele levensduur. Duurzaam construeren met materialen

54 De technische levensduur wordt bepaald door de initiële kwaliteit en de aard en frequentie van het onderhoud. De fysieke duurzaamheid van een betonconstructie wordt in sterke mate beïnvloed door de optredende scheurvorming. Voorkòmen van scheurvorming en beperken van de scheurwijdte is daarbij het credo. Door lagere cementgehaltes (en daarmee lagere betonsterktes) toe te passen, zal minder verhardingskrimp optreden en de scheurwijdte afnemen. Zowel de fysieke duurzaamheid als de duurzaamheid in relatie tot het milieu worden daarmee gediend. De milieubelasting die gepaard gaat met het uitvoeren van onderhoudswerkzaamheden aan beton geldt overigens als beperkt. De functionele levensduur wordt bepaald door de periode waarin de betonconstructie blijft voldoen aan de gebruikerseisen. Het verlengen van de functionele levensduur kan bereikt worden door het ontwerpen van flexibele en aanpasbare constructies (bij lang-cyclisch vastgoed), resp. het ontwerpen van demontabele en herbruikbare constructies (bij kort-cyclisch vastgoed). De flexibiliteit van de betonconstructie wordt bepaald in de ontwerpfase. Door o.a. uit te gaan van een ruime verdiepingshoogte, grote kolomvrije vloervelden, zo min mogelijk dragende betonwanden, reservedraagvermogen in kolommen en fundering (t.b.v. extra bouwlagen in de toekomst) en vloervelden die al berekend zijn op hogere vloerbelastingen of in de toekomst op eenvoudige wijze te versterken zijn (bijv. met uitwendige lijmwapening) wordt een flexibele draagconstructie ontworpen. Door uit te gaan van prefab beton met demontabele verbindingen (zoals bij het IFDkantoor in Delft) in plaats van ter plaatse gestort beton met monoliete verbindingen, zijn de constructie-elementen in principe herbruikbaar. 13. Gebruik thermische massa beton De thermische massa van een betonconstructie kan gebruikt worden voor de accumulatie van warmte (betonkernactivering). In de betonconstructie worden daartoe watervoerende leidingen aangebracht, waar warm of koud water doorheen stroomt. De betonconstructie warmt daardoor op of koelt af. Bij een groot afgifteoppervlak (zoals bij vloeren en wanden) is een klein temperatuurverschil tussen het betonoppervlak en de ruimte al voldoende voor een uitwisseling van warmte door straling, conductie en convectie. Hierdoor kan de ruimte met een lage temperatuur verwarming (LTV) en een hoge temperatuur koeling (HTK) op een comfortabele temperatuur worden gehouden. Uit onderzoek 62 blijkt dat inzet van betonkernactivering in combinatie met een warmtepomp kan leiden tot ca. 15% reductie op de berekende energieprestatie voor woningen, zorg- en verpleeghuizen en schoolgebouwen. Als we weten dat het energieverbruik gedurende de levensduur van gebouwen ca. 80% van de totale milieubelasting bepaalt, dan levert deze 15% reductie een substantiële bijdrage aan het reduceren van de CO 2 emissie. 14. Hergebruik van beton Hergebruik van beton kan plaatsvinden op vier schaalniveaus: 62 DGMR rapport De waardering van thermische massa en betonkernactivering in NEN 7120; december Duurzaam construeren met materialen

55 Een betonnen draagconstructie van een bestaand gebouw kan worden gestript en hergebruikt als draagconstructie (eventueel na aanpassingen). Een voorbeeld hiervan is het voormalige T-Hoog van de TU Eindhoven, dat na strippen is getransformeerd in de nieuwe faculteit van Bouwkunde (gebouw Vertigo); Constructie onderdelen (zoals liggers, vloerplaten en kolommen) kunnen na demontage worden hergebruikt in een nieuw project; Losse bouwproducten (zoals betonstenen, betonpannen en keerwanden) kunnen op andere locaties weer opnieuw worden gebruikt; Bij sloop van een betonconstructie kan het beton gebroken worden en gescheiden in betonstaal en betonpuin. Het staal wordt omgesmolten tot nieuw betonstaal. Het betonpuin kan als betongranulaat gebruikt worden als secundair toeslagmateriaal in nieuwe beton. Het betongranulaat kan ook verder gebroken worden tot cementsteen en grind/zand, en als grondstof dienen voor de productie van nieuwe beton. Ook is het mogelijk om niet-gehydrateerd cement uit het beton weer te gebruiken. 15. Kies een betoncentrale c.q. prefabbetonfabriek in de buurt van de bouwplaats. Hiermee wordt bespaard op brandstoffen voor transport van betonmortel c.q. prefabbeton elementen. Duurzaam construeren met materialen

56 4.13. Informatie 1. Website In Nederland hebben een aantal partijen zich verbonden in het initiatief Duurzaam Beton, dat ook onderdeel uitmaakt van de Green Deals die de Nederlandse overheid in 2011 met het bedrijfsleven heeft afgesloten. Op de website zijn standpunten en informatie te vinden over de duurzaamheid en het gebruik van beton. 2. Het Programma Verduurzaming Betonketen (PVB) is een in 2011 ontwikkeld initiatief van meer dan 20 partijen uit de betonketen. Het doel is een vergaande verduurzaming van de betonketen te bewerkstelligen, specifiek gericht op de thema s energie, biodiversiteit en ecosystemen, emissies in bodem en lucht, en winning en gebruik van grondstoffen. 3. Dubocalc: een computerprogramma dat de milieueffecten berekent van het materiaal- en energieverbruik van infrastructurele werken. 4. Betoniek (april 2009): Beton & CO 2 5. BetonBewust Wijzer: Gids voor duurzaam bouwen met beton (oktober 2009), uitgave van het Gietbouwcentrum. 6. Wijzer met LCA s: Over nut en noodzaak van milieukundige levenscyclusanalyses (LCA s) in de betonwereld (november 2011), uitgave van het Cement&BetonCentrum en de Betonvereniging, in samenwerking met BFBN en VOBN. 7. Roadmap duurzaam cement: Een handreiking (oktober 2012), uitgave van het Cement&BetonCentrum. 8. Mythe of mogelijkheden?: artikel in Cement nummer 7/2010, M. de Rooij e.a. 9. Stufib-rapport 20: Betonsterkte versus (fysieke) duurzaamheid, maart Stufib/STUTECH-rapport 21/29: Duurzaamheid als ontwerpcriterium voor beton toegespitst op CO 2, september Artikelenreeks Duurzaam beton in vakblad Cement: a. Duurzaamheid vraagt om concretisering, Ir. Pim Peters, Cement ; b. Van praten en motiveren naar bewijzen en doen!, Ir. Paul van Bergen, Cement ; c. Duurzaam beton heeft geen vaste receptuur, Ir. Sander Holm, Cement ; d. Gezonde opwaardering van gebouwd Nederland, Michael van Leeuwen, Cement ; e. Per definitie duurzaam, maar niet per definitie milieubewust, prof. Dr. Ir. Michiel Haas, Cement ; f. Enorme verantwoordelijkheid voor de cement- en betonindustrie, Ir. André Burger, Cement ; g. Duurzaamheid en competenties, Ir. Pieter Lanser, Cement ; h. Bouw bewust met beton, ing. Hans Köhne, Cement Duurzaam construeren met materialen

57 5. Staal Frans van Herwijnen/ Staal Staal is de verzamelnaam van legeringen die voor het grootste deel bestaan uit gezuiverd ijzer (Fe) met minder dan 2% koolstof (C). Door toevoeging van andere metalen ontstaan verschillende soorten staal met elk hun specifieke eigenschappen. Zo krijgen we roestvast staal door toevoeging van Chroom (Cr) en Nikkel (Ni). Het basismateriaal van staal is ijzer. Ongeveer 5% van de aardkorst bevat ijzererts, zodat het een ruim voorradig materiaal is. De grootste ijzervoorraden liggen echter op ecologisch waardevolle locaties, waardoor de winning van ijzererts aantasting van natuurgebieden (zoals de regenwouden in Brazilië) tot gevolg kan hebben. De huidige voorraad is toereikend voor 50 tot 100 jaar, echter de prijzen zullen steeds hoger worden door de grote vraag naar staal in de opkomende markten (BRIC landen: Brazilië, Rusland, India en China). Naast ijzererts zijn voor de bereiding van staal ook kolen (cokes) nodig, en de diepe winning ervan kan in mindere mate dan bij oppervlaktewinning aantasting van het landschap tot gevolg hebben. Productieprocessen Er zijn twee productieprocessen voor staal: het hoogovenproces (blast furnace / basic oxygen furnace BOF) en het elektrostaalproces (electric arc furnace EAF). Beide processen kunnen niet zonder gerecycled staal: staalschroot (scrap). Bij het elektrostaalproces wordt tot 100% gerecycled staal ingezet, bij het hoogovenproces 15-20%. De verhouding tussen het hoogovenproces en het elektrostaalproces is 70:30. Beide productieroutes zijn in evenwicht met elkaar door de economische balans van de prijs van staalschroot. Daarnaast blijft het winnen van ijzererts en steenkool rendabel. De behoefte aan staal is namelijk groter dan de productie van staalschroot (deze bedraagt slechts 50% van de wereldproductie van staal), waardoor beide productieroutes nodig blijven. De wereldproductie van schroot neemt weliswaar jaarlijks toe, maar ook de vraag naar staal. In principe wordt constructiestaal geleverd in de vorm van profielen en platen. Fig 1: Staalschroot t.b.v. recycling Recycling staal Duurzaam construeren met materialen

58 Voor constructiestaal (profielen en platen) bestaat al enkele tientallen jaren in Europa een goed functionerend recyclingsysteem. Staal is het eerste constructiemateriaal dat de kringloop vrijwel volledig gesloten heeft. Van 100 ton constructiestaal wordt 99% gerecycled. Gemiddeld wordt in Europa 11% van de staalprofielen hergebruikt in andere projecten en 88% wordt gerecycled. Het staalschroot wordt gesmolten in hoogovens, waarna weer nieuwe staalprofielen en platen worden gemaakt. Door het gebruik van staalschroot kan de hoeveelheid ijzererts, kolen en kalksteen in het hoogovenproces beperkt worden. Dit betekent minder energieverbruik en daarmee gepaard gaande emissie van broeikasgassen (zoals CO 2 ). Recycling van 1 ton staalschroot bespaart 1400 kg ijzererts, 400 kg kolen en 55 kg kalksteen. Door gebruik van moderne thermo-mechanische walsprocessen worden de materiaaleigenschappen zelfs verbeterd (up-cycling: S235 wordt S460). Het staalschroot dat noodzakelijk is voor de productie van staal (met de BOF route en de EAF route) bedraagt (gemiddeld voor Europa) voor 1000 ton nieuw staal: 460 kg staalschroot, verdeeld over 300 kg voor de EAF route en 160 kg voor de BOF route (zie schema fig. 2). Fig. 2: Schematische weergave van de recycling potentie van staal (bron: Bauforumstahl) 5.1. CO 2 emissie van constructiestaal De staalindustrie is erg energie-intensief. Bij de productie van 1 ton staal wordt gemiddeld 1,8 ton CO 2 uitgestoten. Hiermee is de ijzer- en staalindustrie verantwoordelijk voor 4 tot 5% van de totale mondiale CO 2 uitstoot, vergelijkbaar met die van de cementindustrie. Duurzaam construeren met materialen

59 Fig. 3: Energie-intensief productieproces van staal De CO 2 emissie van staal (cradle-to-grave) is de hoeveelheid CO 2 (in kg per ton staal) die vrijkomt bij de winning van grondstoffen, productie van halffabricaten en -producten, transport naar de bouwplaats, montage in het werk, verwijdering aan het eind van de gebruiksduur (demontage) en afvalverwerking (= recycling). De CO 2 emissie van staal die betrekking heeft op het gebruik, het onderhoud en de vervanging van onderdelen gedurende de gebruiksduur is niet meegenomen. Evenmin als coatings en brandwerende bekledingen. Deze dienen, voor zover van toepassing, apart in rekening te worden gebracht. Voor de vijf productgroepen voor staal zijn de totale CO 2 emissies (van cradle-to-grave) opgenomen in onderstaande tabel. De waarden zijn ontleend aan MRPI-bladen (Milieu Relevante Product Informatie), opgesteld door SGS-INTRON in opdracht van Bouwen met Staal, versie 8 januari Constructiestaal voor zware toepassingen (HE-, IPE-, UNP-profielen, plaatliggers met verlopende doorsnede, kokerprofielen) Constructiestaal voor middelzware toepassingen (lateien, damwanden en geleiderails) Constructiestaal voor lichte toepassingen (kozijnen, koud gevormd staal, koud gevormde gordingen, staalplaatbetonvloeren) Constructiestaal voor binnenwanden Constructiestaal voor dak- en gevelbekleding Tabel 1: CO 2 emissie (cradle-to-grave) voor verschillende staaltoepassingen, in kg CO 2 per ton staal Duurzaam construeren met materialen

60 Fig. 4: Constructiestaal voor zware toepassingen Onderverdeeld naar de fasen: productie (1), transport naar de bouwplaats (2), montage op de bouwplaats (3), demontage aan het eind van de gebruiksduur (4) en afvalverwerking c.q. recycling (5) bedraagt de CO 2 emissie: Productgroep Productie Transport Montage Demontage Recycling Totaal Constructiestaal voor zware , , toepassingen Constructiestaal voor , , middelzware toepassingen Constructiestaal voor lichte , , toepassingen Constructiestaal voor ,6 50,3 48, binnenwanden Constructiestaal voor dak- en ,6 44,7 64, gevelbekleding Tabel 2: CO 2 emissie voor verschillende staaltoepassingen in kg CO 2 per ton staal, gespecificeerd per fase De grootste emissie in de keten van een staalconstructie vindt plaats bij de productie van staal. De CO 2 emissie van staal is onafhankelijk van de staalsoort (S235 of S355). De waarden voor de productgroepen vormen een gemiddelde voor de verschillende producten binnen een groep. Daardoor kan een spreiding van meer dan 20% optreden in een of meer milieucategorieën. Deze variatie is nagenoeg van dezelfde omvang als de variatie tussen de verschillende landen en productieplaatsen in Europa. Ook verschillen in de wijze van allocatie van milieueffecten kunnen leiden tot verschillen van meer dan 20% in de milieuscores van staalconstructie producten. De in de tabellen gegeven waarden moeten dan ook niet als exacte waarden worden beschouwd. Duurzaam construeren met materialen

61 Voor de productgroep constructiestaal voor zware toepassingen wordt gerekend met 51% recycling en 49% hergebruik. Dit leidt tot de negatieve waarde -512 in de kolom recycling. Voor dak- en gevelplaten wordt aangehouden: 70% recycling, 29% hergebruik en 1% afval. Voor de overige productgroepen geldt: 87% recycling, 12% hergebruik en 1% afval. Voor de CO 2 emissie die gepaard gaat met transport kan de volgende tabel worden aangehouden. Standaard wordt voor transport van het staalconstructiebedrijf naar de bouwplaats met een vrachtwagen km aangehouden, met een bijbehorende CO 2 emissie van 1,5 x 100 x 0,130 = 19,5 kg CO 2 per ton staal. Transportmiddel CO 2 emissie opmerkingen Binnenvaart 50 gram CO 2 / ton.km 470 TEU non bulk goederen Zeevaart 45 gram CO 2 / ton.km 580 TEU non bulk goederen Vrachtwagen 130 gram CO 2 / ton.km >20 ton non bulk goederen Vrachtwagen 110 gram CO 2 / ton.km <20 ton non bulk goederen Trein 27 gram CO 2 / ton.km Tabel 3: CO 2 emissie bij verschillende transportmiddelen 5.2. CO 2 emissie van bijzondere staalsoorten Product CO 2 emissie in kg per ton opmerkingen Roestvast staal 4530 Bron: Corten staal 473 Idem als zwaar constructiestaal Zeer Hoge Sterkte staal 473 Idem als zwaar constructiestaal Tabel 4: CO 2 emissie per kg staal voor bijzondere staalsoorten 5.3. CO 2 emissie van conserveerlagen Voor conserveerlagen kan onderstaande tabel worden aangehouden. De waarden voor de CO 2 emissie in kg CO 2 per kg conservering bij thermisch verzinken, poedercoaten en natlakken zijn ontleend aan MRPI-bladen (Milieu Relevante Product Informatie), opgesteld door SGS- INTRON in opdracht van Bouwen met Staal, versie 8 januari Voor het vervoer per vrachtwagen wordt een factor 1,5 gehanteerd op de enkele reis afstand, aangezien de vrachtwagens ongeladen terugrijden wat een lagere CO 2 emissie oplevert. Duurzaam construeren met materialen

62 Product Thermisch verzinken (zink) CO 2 emissie in kg per kg CO 2 emissie in kg per m 2 opmerkingen 4,7 1,7 5,0 Laagdikte μm (7000 kg/m 3 ) Sendzimir verzinken - 1,5 Alleen op staalplaat Poedercoaten 64 (poeder) 16 1,5 Laagdikte 80 μm (0,0965 kg/m 2 ) Natlakken 65 (lak) 2,4 0,24 Laagdikte 80 μm (0,100 kg/m 2 ) Acrylverf - 7,8 120 μm Alkyd grondlaag + 30 μm aflaklaag (0,490 kg/m 2 ) Highsolidverf - 8,2 120 μm Alkyd grondlaag + 40 μm aflaklaag (0,398 kg/m 2 ) Alkydverf op basis van oplosmiddel - 8,3 120 μm Alkyd grondlaag + 40 μm aflaklaag (0,463 kg/m 2 ) Alkydverf op waterbasis - 12,5 120 μm Alkyd grondlaag + 40 μm aflaklaag (0,505 kg/m 2 ) Tabel 5: CO 2 emissie in kg per m 2 conservering (zink, poeder, lak en verf) CO 2 emissie van brandwerende bekleding Voor brandwerende bekledingen (brandwerendheid van 30 minuten) kan onderstaande tabel worden aangehouden: Product CO 2 emissie in kg per m 2 opmerkingen Fibersilicaatplaat 18,2 16 mm plaat Gipskartonplaat 19,1 15 mm plaat Promatect? Mandolite (vermiculiet? spuitpleister) Tabel 6: CO 2 emissie per m 2 brandwerende bekleding (30 minuten brandwerendheid). Voor brandwerende bekledingen (brandwerendheid van 60 minuten) kan onderstaande tabel worden aangehouden: Product CO 2 emissie in kg per m 2 opmerkingen Fibersilicaatplaat 36,4 2x16 mm plaat Gipskartonplaat 38,1 2x15 mm plaat Promatect? Mandolite (vermiculiet? spuitpleister) Tabel 7: CO 2 emissie per m 2 brandwerende bekleding (60 minuten brandwerendheid). 64 Door de recyclebaarheid van spuitnevel, het vrij zijn van oplos- en verdunningsmiddelen en de lange levensduur (> 30 jaar), kan poedercoaten beschouwd worden als een duurzame oppervlaktebehandeling. 65 Bij het natlak-procedé kunnen alkyd-, epoxy- of polyurethaanverven worden toegepast. Duurzaam construeren met materialen

63 5.5. Beperking van de milieubelasting van staalconstructies De CO 2 emissie van staalconstructies kan op de volgende wijze beperkt worden: 1. Staal gebruiken dat geproduceerd is in Nederland. De CO 2 emissie van Tata Steel uit IJmuiden bedraagt 70% van die van andere hoogovens in West Europa (zie tabel). Het verdient dus aanbeveling het staal te betrekken van Tata Steel uit IJmuiden (dit kan in het bestek worden voorgeschreven). Het transport van IJmuiden naar een staalleverancier in Nederland wordt daarmee ook beperkt (minder brandstof, dus CO 2 emissie, en minder transportkosten). Hoogoven CO 2 emissie in kg/ton staal Bron Tata Steel, IJmuiden 900 Jaarverslag Corus staal bv, 2006/2007 Arcelor, Gent (B) West Europese hoogovens Ikink, Metaalmagazine nr. 5, 2009 Conform NEN 8006 wordt voor constructiestaal geproduceerd in West Europa aangehouden dat dit over een afstand van 500 km per spoor wordt getransporteerd naar de staalbedrijven. Voor constructiestaal geproduceerd in Brazilië of China is vervoer per containerschip nodig, waarvoor afstanden worden aangehouden van resp km. De daarbij behorende CO 2 emissie bedraagt: Hoogovens Containerschip Trein Totale CO 2 emissie voor transport West Europa km 14,3 Brazilië km 500 km ,3 = 159,3 China km 500 km ,3 = 304,3 CO 2 -emissie in kg CO 2 per ton.km 0,0145 0,0286 De conclusie kan alleen maar zijn: geen staal importeren uit Brazilië of China! 2. Staalleverancier kiezen uit Nederland. Het transport van staalprofielen naar een staalconstructiebedrijf in Nederland wordt daarmee ook beperkt (minder brandstof, dus CO 2 emissie, en minder transportkosten). 3. Staalconstructiebedrijf kiezen op korte afstand van de bouwplaats. Hiermee wordt bespaard op brandstof, dus CO 2 emissie, en transportkosten. Conform NEN 8006 wordt voor de transportafstand van het staalconstructiebedrijf naar de bouwplaats 150 km aangehouden. Duurzaam construeren met materialen

64 4. Energiezuiniger transport inzetten. Naast het beperken van de transportafstand, kan ook gebruik worden gemaakt van vrachtwagens met een hogere Euroklasse (1 t/m 6). Hoe hoger de Euroklasse, hoe lager de CO 2 emissie. 5. Toepassing van hoge sterkte staal voor op druk belaste onderdelen (kolommen) waarbij de sterkte maatgevend is voor de dimensies en op trek belaste onderdelen (trekstaven). De CO 2 emissie van staal is onafhankelijk van de staalsoort. Beperking van de milieubelasting van een staalconstructie kan bereikt worden door bijvoorbeeld voor (op druk belaste) kolommen te kiezen voor een hogere staalsoort. Voor een kolom (type HEB) met een hoogte van 3,5 meter en een belasting van 2000 kn wordt een milieuwinst bereikt van ongeveer 35% bij een uitvoering in S460 in plaats van S235, doordat minder staal nodig is. Voor stalen kokers en buizen geldt dat bij verdubbeling van de waarde van de vloeigrens (bijv. van S235 naar S500) de wanddikte van de profielen met 1/3 kan worden teruggebracht. Opgemerkt moet hierbij worden dat er hogere kosten verbonden zijn aan het toepassen van staal met een hogere vloeigrens. 6. Hergebruik van staalprofielen. Naast materiaalrecycling vindt ook hergebruik van gedemonteerde stalen onderdelen plaats. Een voorbeeld daarvan vormen staalprofielen, waarvan op dit moment al 50% wordt hergebruikt na demontage van een staalconstructie. 7. Voor lang-cyclische gebouwen een flexibele draagconstructie ontwerpen. Door het ontwerpen van flexibele draagconstructies (grote overspanningen, grote verdiepingshoogte, rekenen op hogere veranderlijke vloerbelasting e.d.) kan de economische (functionele) levensduur van staalconstructies verlengd worden, waardoor de jaarlijkse milieubelasting gedurende de technische levensduur verminderd wordt. 8. Voor kort-cyclische gebouwen een demontabele draagconstructie ontwerpen. Door de staalconstructie zodanig te ontwerpen dat deze eenvoudig gedemonteerd kan worden, te transporteren onderdelen ontstaan, die bij voorkeur alleen bestaan uit staal (d.w.z. zonder betonvulling bij buiskolommen, geen staalbetonliggers) is hoogwaardig hergebruik van stalen constructie-elementen mogelijk Technische Commissie Duurzaamheid (TC1) De Technische Commissie Duurzaamheid (TC1) heeft een aantal artikelen over duurzaamheid in het blad Bouwen met Staal gepubliceerd (zie onder Informatie ). Duurzaam construeren met materialen

65 Op dit moment werkt de commissie aan de volgende drie onderwerpen: hergebruik van staal (Wouter Visser, IV-groep); koppeling van BIM en duurzaamheid (Thijs Huijsmans, Royal Haskoning DHV); ontwikkeling van ontwerptabellen met schaduwprijzen (Elise Bilardie, IMd). Duurzaam construeren met materialen

66 5.7. Informatie 1. Bouwen met Staal nr. 223 (2011), Appèl aan de constructeur, van nature al alert, M.C. Aalstein, T.J.J. Huijsmans, J.W.J. Hoekstra & E.R. Bilardi. 2. Bouwen met Staal nr. 224 (2012), Wat weegt het zwaarst?, E.R. Bilardi & P.Peters. 3. Bouwen met Staal nr. 225 (2012), Een volhoudbaar brugontwerp, M.C. Aalstein & B. Spaargaren. 4. Bouwen met Staal nr. 228 (2012), Aanpasbare draagstructuur, R. Gijsbers. 5. Bouwen met Staal nr. 230 (2012), Gebruik juiste milieudata, J. Meijer & J.P. den Hollander 6. Milieu Relevante Product Informatie, Constructiestaal, MRPI, versie 8 januari Veel informatie over de duurzaamheid van staalconstructies is te vinden op de website: Hierop vinden we een rekentool voor vergelijking van de milieubelasting van gevel-, middenkolommen en dakliggers, bij toepassing van de staalsoorten S235, S355 en S460. Verder vinden we een rekentool voor bepaling van de totale materiaal-gebonden CO 2 emissie van een bedrijfshal met stalen spanten, een dakconstructie met stalen dakplaten, isolatie en dakbedekking en een gevelconstructie met stalen binnendozen, isolatie en stalen gevelplaten. De begane grondvloer met fundering wordt hierbij buiten beschouwing gelaten. De afmetingen van de hal kunnen gevarieerd worden. Op de volgende website van Bouwen met Staal vinden we informatie over duurzaamheid en staal: Duurzaam construeren met materialen

67 6. Hout Hout 66 Hout vormt het binnenste deel van de stam van bomen. Hout kan als massief hout worden toegepast, waarbij de oorspronkelijke vezelstructuur behouden blijft, als gelamineerd hout of als plaatmateriaal (zoals MDF-plaat, multiplex, spaanplaat e.d., waarin houtafval en minderwaardig hout zijn verwerkt). Het hout dat nodig is voor het maken van houtproducten wordt onttrokken uit productiebossen of houtakkers. Houtkap vindt machinaal plaats met behulp van speciale bosbouwmachines. De op lengte afgekorte en gestripte boomstammen worden per as vervoerd naar verzamelplaatsen, overgeladen op vrachtwagens, die de boomstammen verder vervoeren naar de zagerijen. In de zagerijen worden de boomstammen gezaagd en/of geschaafd tot standaard handelsmaten. Voor het zagen worden de boomstammen ontschorst. De schors verbrandt men voor de eigen energievoorziening van zagerij of droogkamers. Na het zagen wordt het hout per afmeting gedroogd. Daarna volgt kwaliteitssortering en het pakketeren voor transport naar de eindbestemming. Afb. Boomstammen Van al het naaldhout dat jaarlijks gebruikt wordt is 97% afkomstig uit Europese bossen. Van het totale houtvolume (naaldhout en loofhout samen) is dit ca. 90%. Het betreft bossen die duurzaam beheerd worden, stabiel zijn en een netto overschot in bijgroei hebben. Snelgroeiende soorten als Lariks, Douglasspar en Amerikaanse eik, produceren in Nederland jaarlijks grote hoeveelheden kwaliteitshout. Hoe duurzaam is hout? Hout geldt als het meest duurzame constructiemateriaal, omdat het op een natuurlijke wijze hernieuwbaar is, de productie en verwerking weinig energie kosten, en het door de opslag van CO 2 een negatieve CO 2 uitstoot heeft. CO 2 uitstoot van bouwmaterialen 66 Bron: Centrum Hout Duurzaam construeren met materialen

68 Bij de beoordeling van de CO 2 uitstoot van bouwmaterialen moeten drie aspecten in beschouwing worden genomen: (1) hoeveel energie is nodig voor de productie van het bouwmateriaal, (2) heeft het bouwmateriaal eigenschappen waardoor energie bespaard kan worden tijdens het gebruik (in het gebouw), en (3) is het bouwmateriaal recyclebaar? Productiefase Bomen hebben het vermogen om CO 2 vast te leggen. Gemiddeld neemt een boom (d.m.v. fotosynthese) 900 kg CO 2 equivalent op voor elke m 3 bijgroei, terwijl tegelijkertijd ook nog 700 kg O 2 geproduceerd wordt 67. Hout kan CO 2 intensief materiaal vervangen. Een m 3 hout die als alternatief wordt gebruikt voor constructiematerialen (als staal, aluminium, beton of kunststof), vermindert de CO 2 uitstoot in de atmosfeer gemiddeld met 1,1 ton CO Door hout te gebruiken als constructiemateriaal wordt het milieu dus met 0,9 + 1,1 = 2,0 ton CO 2 per m 3 hout ontlast. Voor verwerking van bomen tot houtproducten (gezaagd hout, multiplex e.d.) is energie nodig, zodat de netto reductie van CO 2 minder dan 0,9 ton bedraagt per m 3 houtproduct (zie onderstaande tabel). Afb. Productiebos Als voorbeeld wordt gezaagd Europees naaldhout beschouwd, geproduceerd in Zweden, toegepast in Nederland: - Bij de productie van hout in Zweedse bossen wordt kg CO 2 per ton hout onttrokken (1 m 3 naaldhout weegt 0,6 ton); - Boomstammen worden over een afstand van 400 km per vrachtwagen vervoerd naar de zagerijen. De CO 2 uitstoot per ton hout bedraagt dan: 400 x 80 gram CO 2 /ton.km = 32 kg CO 2 ; - Zagen en drogen geeft een uitstoot van 50 kg CO 2 per ton hout; 67 Uit onderzoek van de Wageningen Universiteit (gepubliceerd in Nature Climate Change / augustus 2013) blijkt dat de Europese bossen, die op grote schaal na de 2 e Wereldoorlog zijn geplant, tekenen van ouderdom vertonen, waardoor ze minder CO 2 opnemen dan enkele decennia geleden. Na zestig tot zeventig jaar neemt de groeisnelheid af. De CO 2 opname wordt verbeterd door oude bossen te kappen en nieuwe boompjes te planten. 68 Bron: C.M. Pohlmann (2002): Ökologische Betrachtung für den Hausbau Ganzheitliche Energieund Kohldioxydbilanzen für zwei verschiedene Holzhauskonstruktionenen (dissertatie) Duurzaam construeren met materialen

69 - Gezaagd hout wordt per schip vervoerd van Zweden naar Nederland over een afstand van km. De CO 2 uitstoot per ton hout bedraagt dan: x 30 gram CO 2 /ton.km = 45 kg CO 2. De netto uitstoot van CO 2 bedraagt dus: = kg CO 2 per ton hout = 0,82 ton CO 2 per m 3 hout. Houtproduct Netto uitstoot CO 2 in ton/m 3 Gezaagd hout - 0,80 Naaldhout multiplex - 0,50 Berken multiplex - 0,35 LVL 69-0,65 Spaanplaat - 0,70 Hardboard - 1,50 Zachtboard - 0,40 Gipsplaat + 0,35 Kalkzandsteen + 0,30 Rode baksteen + 0,40 Beton + 0,30 Tabel 1: Netto uitstoot van CO 2 voor houtproducten en andere bouwmaterialen in ton CO 2 per m 3 (bron [1]) Gebruiksfase De isolatiewaarde van hout is beter dan die van andere constructiematerialen, waardoor warmteverliezen beperkt kunnen worden bij gebouwen en woningen, waarbij hout is toegepast in de gebouwschil. Einde levensfase Gedurende de volledige levensduur van het houtproduct blijft de opgeslagen 0,9 ton CO 2 per m 3 hout uit de atmosfeer. Door het hout te hergebruiken of te recyclen als plaatmateriaal (spaan- en vezelplaten) blijft de CO 2 nog steeds opgeslagen. Pas wanneer het hout wordt afgedankt komt de 0,9 ton opgeslagen CO 2 weer vrij in de atmosfeer, hetzij door verbranding van hout voor energieproductie, hetzij door natuurlijke afbraakprocessen. Over een lange termijn gezien is hout dus CO 2 neutraal. Bij verbranding van hout in een pellet-kachel komt per kwh overigens bijna 15x minder CO 2 vrij dan bij verbranding van aardgas (zie onderstaande tabel). Brandstoffen Uitstoot bij verbranding Energieproductie (warmte) bij verbranding in kg CO 2 /kwh Pellets 0,02 3,3 kwh/kg Aardgas 0,29 11 kwh/m 3 Steenkool 0,33 8,1 kwh/kg Houtskool 0,40 - Stookolie 0,43 10 kwh/liter Tabel 2: Uitstoot van CO 2 en energieproductie bij verbranding van pellets in vergelijking tot andere fossiele brandstoffen 69 LVL = Laminated Veneer Lumber Duurzaam construeren met materialen

70 6.1. De belangrijkste mogelijkheden om de CO 2 reductie van hout te gebruiken: 1. Vervang energie-intensieve bouwmaterialen (beton, staal, aluminium) door hout en houtproducten. Het toepassen van meer hout en houtproducten is goed mogelijk, doordat op dit moment slechts 60% van de jaarlijkse bijgroei van Europese bossen wordt geëxploiteerd. Dat betekent dat het bosoppervlakte in Europa elk jaar toeneemt, en dat een uitbreiding van het houtgebruik voor constructieve doeleinden dus geen teruggang van de omvang van Europese bossen met zich mee zal brengen. Verschillende onderdelen van woningen en gebouwen kunnen worden uitgevoerd in hout. Voor een functionele eenheid van 1 m 2 begane grondvloer van woningen, met een minimale R c -waarde van 3,0 m 2.K/W en die voldoet aan de eisen van het Bouwbesluit, kunnen de volgende constructiesystemen worden toegepast, gerangschikt vanuit milieuoogpunt: Begane grondvloeren incl. isolatie, excl. dekvloer en vloerbedekking; onder de vloer is een kruipruimte. Dikte Milieuklasse 70 CO 2 uitstoot in kg CO 2 per m 2 Vuren multiplex (18 mm) op vurenhouten balken 220 1a 10,5 Kanaalplaatvloer 150 3b 61,5 Combinatievloer ( Broodjesvloer ) - 3c 73,5 Ribbenvloer / ribcassettevloer - 3c 76,7 Bekistingplaatvloer 170 4b 101,0 Ter plaatse gestorte betonvloer met 20% puingranulaat 170 4c 101,0 Keramische vloer 190 4c 119,0 Cellenbetonvloer, excl. druklaag 200 5a 193,0 Bron: NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties Bouwproducten, Draagconstructies, Voor een functionele eenheid van 1 m 2 verdiepingsvloer van woningen, met een overspanning van 5,40 meter en die voldoet aan de eisen van het Bouwbesluit, kunnen de volgende constructiesystemen worden toegepast, gerangschikt vanuit milieuoogpunt: 70 Milieuklasse 1 is vanuit milieuoogpunt de beste keuze, 2 een goede keuze, 3 een aanvaardbare keuze, 4 een minder goede keuze, 5 af te raden, 6 een slechte keuze en 7 een onaanvaardbare keuze. Duurzaam construeren met materialen

71 Verdiepingsvloeren, excl. dekvloer en vloerbedekking Dikte Milieuklasse CO 2 uitstoot in kg CO 2 eq. per m 2 Houten kanaalplaatvloer 220 1a 22,4 Massief houten vloer 201 2c 53,5 Klimaatvloer 200 2a 54,9 Airdeck 340 2c 78,3 Kanaalplaatvloer incl. druklaag 200 2c 81,7 Bekistingplaatvloer 200 3a 90,3 Keramische vloer 190 3b 102,0 Ter plaatse gestorte betonvloer 250 3b 103,0 Bollenplaatvloer 230 3b 105,0 Slimline vloer (Infra+ vloer) 270 4a 122,0 Cellenbetonvloer 200 3c 181,0 Bron: NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties Bouwproducten, Draagconstructies, Voor een functionele eenheid van 1 m 2 woningscheidende wand die minimaal voldoet aan het bouwbesluit, kunnen de volgende constructiesystemen worden toegepast, gerangschikt vanuit milieuoogpunt: Dragende binnenwanden afgewerkt met 3 mm natuurgipsspuitpleister Dikte Milieuklasse CO 2 uitstoot in kg CO 2 eq. per m 2 Houtskeletbouw wanden (met 2 x 12,5 gipsplaten) 190 2a 54,3 Betonsteen blokken 150 1b 75,6 Kalkzandsteen elementen 300 1b 96,3 Gewapend beton wanden 230 2a 120,0 Cellenbeton blokken 150 2b 247,0 Bron: NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties Bouwproducten, Draagconstructies, Onderstaande tabel geeft een overzicht van de milieu-impact van een functionele eenheid van 1 m 2 plaatmaterialen. Hierin staat db voor duurzame bosbouw en sb voor standaard bosbouw. Rogips wordt gewonnen tijdens de ontzwaveling van rookgassen van kolengestookte elektriciteitscentrales, en vormt dus in feite een afvalstof die wordt ingezet als grondstof. Bij Rogipsvezelplaten is 20% van de rogips vervangen door papiervezels. MDF is Medium Density Board en bestaat uit houtspanen, verlijmd met UF-lijm. Multiplex bestaat uit drie lagen schilfineer, verlijmd met UF-lijm. OSB is Oriented Strand Board en bestaat uit drie lagen houtspanen, verlijmd met UFlijm. HPL is High Pressure Laminate en bestaat uit onder hoge temperatuur en druk samengeperste houtvezels en fenolhars. Duurzaam construeren met materialen

72 Plaatmateriaal (zonder wandafwerking) Dikte Milieuklasse 71 CO 2 uitstoot in kg CO 2 eq. per m 2 Vuren schroten, db 12 1a 5,6 Rogips kartonplaat 12,5 2a 14,9 Gipskartonplaat 12,5 2b 15,0 Rogips vezelplaat 12,5 2b 15,6 MDF, db 9 2c 16,5 MDF, sb * 9 5b 16,5 Multiplex, vuren, db 12 3b 18,3 OSB, db 10 3c 13,9 OSB, sb 10 3c 13,9 HPL-plaat, db 8 4a 17,4 HPL-plaat, sb * 8 6b 17,4 Hardboard, 100% secundair hout * 4,8 4b 10,6 Multiplex tropisch hout, db 12 4c 37,7 Multiplex tropisch hout, sb * 12 >7c 37,7 Bron: NIBE s Basiswerk Milieuclassificaties Bouwproducten, Inbouwpakketten, Gebruik houtproducten met een langere levensduur. De gemiddelde levensduur van constructiehout bedraagt volgens recente schattingen 75 jaar. Door gebruik van gemodificeerd hout, speciale houtkwaliteiten (loofhout, Accoya 72, LVL, Plato hout 73, e.d.) of door vochtwerende afwerking kan de levensduur van houtproducten verlengd worden. 3. Maak gebruik van de volledige houtcyclus. Onderzoek eerst de mogelijkheden van hergebruik, daarna recycling (tot plaatmateriaal) en tenslotte kan afgedankt hout gebruikt worden als koolstof-neutrale energiebron. 71 Voor een aantal plaatmaterialen (aangeduid met *) geldt een hoge milieu-impact, door de slechte score op het gebied van landgebruik. 72 Accoya wordt gemaakt van snelgroeiend naaldhout uit duurzaam beheerde bossen. Door middel van een gifvrij proces wordt het hout gemodificeerd tot een duurzaam product. 73 Plato Hout is hout dat middels een uitgekiend procedé van koken en bakken op een milieuverantwoorde wijze is verduurzaamd. Dit gebeurt zonder gebruikmaking van chemicaliën en alleen via een proces van temperatuur- en drukcombinaties. Duurzaam construeren met materialen

73 6.2. Informatie 1. Brochure Timmer aan minder klimaatverandering: Gebruik hout!, uitgave van de Europese Confederatie van de Houtindustrie CEI-Bois (2005). (zie ook YouTube) Duurzaam construeren met materialen