Belangrijke stap richting bouwen met circulaire bouwmaterialen

Het opwerken van afvalhout en inlands hout tot een volwaardig circulair, biobased bouwmateriaal kan substantieel bijdragen aan het verminderen van de footprint van de bouw. Het door TNO ontwikkelde Circulaire CLT (C-CLT) wordt inmiddels door The Urban Woods verwerkt in een duurzaam appartementencomplex in Delft. Met de uitbreiding van het Bouwinnovatie Lab in Delft zet TNO samen met bouwpartners bovendien belangrijke stappen om dit soort biobased materialen op te schalen richting markt.

De grote bouwopgave in Nederland gaat gepaard met hoge ambities op het gebied van klimaat en circulaire economie. Om Paris Proof te kunnen bouwen, stijgt de vraag naar duurzame bouwmethodes en biobased bouwmaterialen die CO2-emissies reduceren.

Ron Oorschot, Business Developer bij TNO: “De productie van de huidige veelal steenachtige bouwmaterialen gaat gepaard met veel energieverbruik en een hoge CO2-uitstoot. Hout is een goed alternatief, maar bijvoorbeeld ook kweekgewassen als vlas en hennep die we op eigen grond kunnen verbouwen.”

Daarnaast ziet TNO een groeiende interesse in circulariteit en het gebruik van reststromen als grondstof voor bouwmaterialen. Oorschot: “Jaarlijks verdwijnt er in ons land zo’n 1,5 miljoen m3 afvalhout in de verbrandingsovens. Sloophout, pallets, loofhout: een enorm aanbod van hout dat veel potentie heeft als grondstof voor nieuwe circulaire bouwmaterialen.”

CLT, maar dan circulair

TNO verwacht dat naar schatting tussen de 20 en 25% van het afvalhout als massief hout kan worden hergebruikt. Een veelbelovende toepassing is Cross Laminated Timber (CLT), in het Nederlands ‘kruislaaghout’. Ron Oorschot: “Deze kruislings verlijmde panelen bestaan uit meerdere lagen hout en zijn een variant op multiplex, maar dan met dikkere houtlagen.”

Tijdens een hackathon bij de duurzame broedplaats Blue City in Rotterdam werd TNO met andere partijen uitgedaagd om CLT te maken van pallethout. Ron Oorschot: “We hebben die handschoen opgepakt en zo ontstond Circulair CLT, C-CLT. Het mes snijdt aan twee kanten: door circulair hout te gebruiken wordt verbranding en dus extra CO2-uitstoot voorkomen.”

“En door afvalhout op te werken tot bouwmateriaal, voorkom je dat andere, minder duurzame grondstoffen nodig zijn. Bij TNO doen we al langer onderzoek naar hergebruik van afvalhout en inlands hout. Maar TNO heeft de opdracht om impact te maken met de innovaties waar we aan werken en daarom willen we de stap zetten van kleinschalige experimenten naar opschaling richting praktijk.”

Duurzame woonconcepten voor de toekomst

Die wens kwam in vervulling dankzij samenwerking met The Urban Woods. Het door architect Tim Vermeend van Urban Climate Architects uit Delft en techondernemer Sebastian Monteban opgerichte bedrijf is gespecialiseerd in de ontwikkeling van woonconcepten voor moderne, duurzame steden.

Inmiddels verrijst in Delft een innovatief appartementencomplex met 102 woningen. Bovendien is er ambitie om het merk door te laten groeien richting de 3 tot 5.000 woningen, die vooral in de grotere universiteitssteden moeten komen. “We willen woningen bouwen die positief bijdragen aan mens, maatschappij en milieu”, vertelt Tim Vermeend.

“Daarin zijn onze drie dromen leidend: een hechte community, toegankelijke huisvesting, en een duurzame sector. Maatschappelijk betekent het dat we vooral goed kijken naar de manier van wonen, met extra aandacht voor een- en tweepersoons huishoudens. Daarnaast willen we een gezond product neerzetten dat in puur technisch opzicht de juiste LCA’s bevat.”

Voor de constructie wordt zo min mogelijk beton gebruikt en hout zo efficiënt mogelijk ingezet. “Uiteindelijk willen we een sterk gebouw neerzetten dat flexibel is voor de toekomst, dus ook weer remontabel is. Daarvoor kijken we voortdurend naar nieuwe materialen en technieken.”

‘Product waar vraag naar is’

Toen TNO bij Urban Climate Architects aanklopte om een zogeheten folly van C-CLT te ontwerpen, was Vermeend gelijk geïnteresseerd. “Afvalhout is een interessante grondstof vanwege het volume, en omdat je het echt kunt upcyclen. Als gezond constructiemateriaal voor woningen is het van hogere economische en maatschappelijke waarde dan als brandstof of pulp. Voor de meeste mensen maakt de herkomst niet uit. Het moet sterk zijn en brandveilig.”

De folly is bedoeld om de functionele kwaliteiten van C-CLT te kunnen beoordelen. Vermeend: “Dat is een bouwwerk zonder functie, puur bedoeld om de potentie van dit materiaal aan te kunnen tonen. Met fantastisch resultaat: we zagen direct de opschalingspotentie. Het is heel geschikt voor vloeren en wanddelen, en je kunt er bepaalde krachtenschema's heel goed in kwijt. Dat maakt C-CLT bij uitstek geschikt om veel secundair hout in te verwerken. Dit is een product waar vraag naar is.”

Mijlpaal in Delft

Zo zijn TNO en The Urban Woods samen verder opgetrokken om de potentie verder te verkennen. In het Bouwinnovatie Lab heeft TNO uitvoerig onderzoek gedaan naar het materiaal. Ron Oorschot: “We hebben geanalyseerd of C-CLT, waar ook inlands hout in wordt verwerkt, voldoet aan alle bouwtechnische eisen, en oriënterend onderzoek gedaan naar MKI om inzicht te krijgen in de milieu-impact.”

“Bovendien hebben we uitgebreid onderzocht hoe je afvalhout kunt ontdoen van metalen delen en verlijming met minimale verliezen. Daarnaast hebben we gekeken hoe de sterkte classificering kan worden toegepast op bouwmaterialen van hergebruikt en inlands hout. Allemaal factoren die belangrijk zijn voor toepassing op brede schaal.”

Inmiddels kent de samenwerking een belangrijke mijlpaal, én wereldprimeur: de eerste C-CLT-panelen worden daadwerkelijk in het appartementencomplex in Delft op hun plek geschroefd. “Daarmee hebben we aangetoond dat het vandaag al kan”, aldus Tim Vermeend.

Positieve energie

Met hun samenwerking hebben The Urban Woods en TNO gezamenlijk essentiële stappen gezet richting biobased en circulair bouwen. Tim Vermeend: “Zonder TNO ontstaan dit soort nieuwe materialen niet, omdat de markt vrij conservatief is. Ze zijn hard nodig om woon- en klimaatdoestellingen te halen, maar tegelijkertijd is er nog geen markt. Met dit soort samenwerkingen kunnen we toch inspelen op die toekomstige vraag.”

Ron Oorschot is het met hem eens: “Wat hier nu gebeurt, is wel baanbrekend. Door afvalmateriaal her te gebruiken en te combineren met inlands hout, maken we een product dat zeker zo goed is of zelfs nog beter dan traditioneel CLT. We zijn bezig met het oplossen van serieuze problemen, en we werken hard aan oplossingen voor een mooiere wereld. Dat kan alleen in projecten waarin je elkaar stimuleert. Samen tot mooie dingen komen. Dat we vandaag met partners al kunnen bijdragen aan de transitie van de bouw geeft enorm veel positieve energie.”

Opschaling onderzoeken in Lab

Het uiteindelijke doel is toepassing op grote schaal van C-CLT in de bouw, als volwaardig circulair alternatief. Ron Oorschot: “Om de markt te kunnen overtuigen moet je grote hoeveelheden kunnen leveren. Potentiële afnemers zeggen: zet maar eens een vrachtwagen van jullie product neer dan kunnen wij daarmee naar onze klanten. Pas als zo’n product zich op grotere schaal bewezen heeft, wordt het voor investeerders interessant om in te stappen in productiecapaciteit.”

“Dat vraagt om vertrouwen, en een solide business case. Met de komende uitbreiding van ons Bouwinnovatie Lab hebben we de mogelijkheid om een productiestraat op te zetten voor 0-series van biobased bouwproducten. Daarmee kunnen we onderzoeken en aantonen hoe bijvoorbeeld de opschaling van C-CLT eruit kan zien.”

“Voor toepassing van circulair hout moeten er hubs komen waar die opwerking kan plaatsvinden. Het aantal hubs en de locatie zijn cruciaal, om de CO2-uitstoot van de logistiek te beperken. En hoe groter de hub, hoe groter het verspreidingsgebied om voldoende afvalhout toegeleverd te krijgen. Daar zit een bepaald optimum, dat we verder willen onderzoeken.”

Tailormade toepassingen

TNO en The Urban Woods voorzien dat er in de bouw straks een breed scala aan biobased alternatieven komt. Tim Vermeend: “De vraag naar duurzame bouwmaterialen met specifieke eigenschappen is groot, maar het huidige aanbod is vaak nog beperkt en uniform. Ik verwacht dat C-CLT straks een vaste plek krijgt in het complete pallet van houten bouwmaterialen. Ook binnen CLT heb je dan straks de keuze: wil je nieuw CLT, Circulair CLT, CLT in combinatie met vezelgewassen?”

Ron Oorschot vult aan: “We kunnen met dit soort materialen straks aan heel specifieke technische en milieueisen voldoen. Bij CLT kun je bijvoorbeeld ook loofhout toevoegen, wat positieve effecten op de sterkte heeft. Daarmee kun je grotere overspanningen maken. Dan ben je echt met productontwikkeling bezig. TNO heeft daarin de rol om de benodigde kennis te ontwikkelen en toe te passen. Wat ik heel gaaf vind aan deze ontwikkeling is dat er partijen zijn zoals The Urban Woods die hun nek durven uit te steken en er gewoon al mee gaan bouwen. Omdat ze zien dat het kan.”