Duurzaam construeren met materialen

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

Inhoudsopgave Inleiding... 3 1. Materiaal-gebonden milieubelasting van constructiematerialen... 5 2. CO2 emissie van hoofddraagconstructies... 9 2.1. Inleiding... 9 2.2. Waarom aandacht voor reductie van de CO 2 emissie?... 9 2.3. Wat verstaan we onder de CO 2 emissie?... 12 2.4. Rekenvoorbeeld latei in metselwerkwand... 14 2.5. Rekenvoorbeeld hoofddraagconstructie bedrijfshal... 14 2.6. Nationale Databanken met EC-waarden... 16 2.7. Internationale databanken... 18 2.8. Kritische beoordeling van milieudata... 20 3. Berekening van de CO2 emissie van gebouwconstructies... 25 4. Beton... 29 4.1. CO 2 emissie winning & transport grondstoffen... 29 4.2. Productie van beton... 35 4.3. CO 2 emissie van een m 3 prefab beton... 36 4.4. CO 2 emissie van een m 3 ter plaatse gestort beton... 38 4.5. MRPI blad voor betonmortel... 39 4.6. Levert de carbonatatie van beton nog een positieve bijdrage?... 40 4.7. Levert betongranulaat nog een positieve bijdrage?... 40 4.8. Levert een zeer hoge betonsterkte (ZHSB en UHSB) nog een positieve bijdrage?... 41 4.9. Levert een holle vloer nog een positieve bijdrage?... 43 4.10. Kan de kringloop van beton gesloten worden?... 44 4.11. Milieuvriendelijke cementen... 45 4.12. Reductie van de CO 2 uitstoot van betonconstructies... 47 4.13. Informatie... 56 5. Staal... 57 5.1. CO 2 emissie van constructiestaal... 58 5.2. CO 2 emissie van bijzondere staalsoorten... 61 5.3. CO 2 emissie van conserveerlagen... 61 5.4. CO 2 emissie van brandwerende bekleding... 62 5.5. Beperking van de milieubelasting van staalconstructies... 63 5.6. Technische Commissie Duurzaamheid (TC1)... 64 5.7. Informatie... 66 6. Hout... 67 6.1. De belangrijkste mogelijkheden om de CO 2 reductie van hout te gebruiken:... 70 6.2. Informatie... 73 Duurzaam construeren met materialen 2013 2

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 2013 3

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 2013 4

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. 01-11-2011. 3 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 2013 5

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 2013 6

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 0,0001 7323 (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 0,0001773 Humane toxiciteit 0,09 21,7 1,953 Zoetwater Aquatische 0,03 0,469 0,014 toxiciteit Mariene Aquatische 0,0001 4680 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 0,00004128 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 2013 7

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 2013 8

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. 2.2. 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 2013 9

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 http://zfacts.com) 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 1990. Nederland moet zelfs 6% minder uitstoten. Duurzaam construeren met materialen 2013 10

Daarnaast heeft Nederland zich gecommitteerd aan de 20-20-20-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 20-20-20-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 2013 11

1990 2000 2005 2010 2011 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 1990 2010 (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 3. 16 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 2013 12

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 2013 13

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. 2.4. 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. 2.5. 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 2013 14

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-15798 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 18 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 2013 15

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) 61,1 42-18 24 Staal (S460) 65,4 34-14 20 Kolommen: C30/37 Liggers: C30/37 Kolommen: C30/37 Liggers: BS 16 (gelamineerd) 208,5 32 +5 37 144,7 2 +17 19 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 www.milieudatabase.nl). 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 2013 16

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 2012. 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 2013 17

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. 2.7. 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 2013 18

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 0,240 1.700 Limestone block 0,85-2.180 Cement mortar Mortar (1 cement: 3 sand) 1,33 0,208 - Aggregate 0,083 0,005 2.240 Concrete In situ concrete (1: 2: 4) 23 0,97 0,132 2.400 In situ concrete (1: 1,5: 3) 24 1,11 0,159 2.400 Concrete blocks 0,67 0,073 1.450 Autoclaved aerated blocks 3,50 0.300 750 Glass Floatglass 15,00 0,850 2.500 Fibreglass (Glasswool) 28,00 1,350 12 Steel Steel General, typical 25 20,10 1,370 7.850 Steel Section 21,50 1,420 7.850 Steel Pipe 19,80 1,370 7.850 Stainless Steel 56,70 6,150 7.850 Iron 25,00 1,910 7.870 Rebar (100% scrap feedstock) - 1,310 7.850 Soortelijke massa (kg/m 3 ) Aluminium Aluminium (incl. 33% recycled) 155,00 8,240 2.700 23 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 2013 19

Timber General 10,00 0,720 480-720 Glue laminated timber 12,00 0,870 515 Hardboard 16,00 1,050 600-1000 MDF 11,00 0,720 680-760 OSB 15,00 0,960 640 Plywood 15,00 1,070 540-700 Sawn hardwood 10,40 0,860 700-800 Tabel 2.6: Cradle-to-gate waarden voor de Embodied Energy en de Embodied Carbon voor gebruikelijke constructiematerialen (bron: University of Bath ICE v2.0 26 ) 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: http://elcd.jrc.ec.europa.eu. 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 2011. Deze database is te downloaden via de website: www.nachhaltigesbauen.de/baustoff-undgebaeudedaten/oekobaudat.html. 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: www.ecoinvent.org. 2.8. 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 2.0 27 Bron: A short guide to embodied carbon in building structures, The Institution of Structural Engineers, August 2011, chapter 7. Duurzaam construeren met materialen 2013 20

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 15978 28 behandelt de milieuprestatie van gebouwen en definieert systeemgrenzen die beschouwd moeten worden in een LCA. 28 EN 15978.2011 Sustainability of construction works Assessment of environmental performance of buildings Calculation method. European Committee for Standardization. Duurzaam construeren met materialen 2013 21

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 15804 30 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 15804 and EN 15978. Het in acht nemen van de modules A1-A3 bij de opstelling van de EPD s is verplicht volgens EN 15804. EN 15978 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 15804.2011 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 2013 22

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 2013 23