Dossier | De levenscyclus van materialen: analyse, informatiebronnen en keuzehulpmiddelen

Uitdagingen

Elk product, met inbegrip van de bouwelementen en –materialen en het gebouw als gebouwd object, veroorzaakt een impact ten gevolge van de productie , het gebruik en het einde van de levensduur van het product. Hoewel de eerste eis waaraan een bouwproduct, een gebouw, moet voldoen er natuurlijk in bestaat dat het op een correcte manier de functie vervult waarvoor het werd ontworpen, en dat de technische kenmerken ervan voldoen aan de eisen (stabiliteit, brandwerendheid...), kan het betrokken product gedurende de volledige levenscyclus , of tijdens een bepaalde fase van die cyclus, een problematische impact op het milieu en/of op de gezondheid veroorzaken.

De impact van een bouwmateriaal of -product op het milieu kan zonder twijfel het best worden geëvalueerd met behulp van een levenscyclusanalyse hulpmiddel voor de bouwelementen en het gebouw in zijn geheel.

Schematische voorstelling van de levenscyclus van een product

?Figure 1 : Représentation schématique du cycle de vie d’un produit?

(Bron: VITO nv)

Geschiedenis van de levenscyclusanalyse

(bron: "Université virtuelle environnement et développement durable", universiteit van Valenciennes, Frankrijk, 2012)

"Levenscyclusanalyse" is de Nederlandse uitdrukking voor het Engelse Life Cycle Assessment (LCA). De eerste onderzoeken van dit type werden in de Verenigde Staten uitgevoerd in de jaren 1960, naar aanleiding van het voornemen om het grondstoffen- en energieverbruik te beperken.

De levenscyclusanalyses (LCA's) deden hun intrede dankzij:

  • de eerste onderzoeken naar de optimalisatie van het energieverbruik,
  • de voortgang van deze onderzoeken, om rekening te houden met het verbruik van energiebronnen, waardoor de analyse van het verbruik kon worden verbeterd en er meer lessen konden worden getrokken ("inkomende stromen"),
  • de voortgang van de voornoemde onderzoeken, door niet alleen rekening te houden met de "inkomende stromen" maar ook met de "uitgaande stromen" (uitstoot en vervuiling) van de in aanmerking genomen industriële productiesystemen.

Tegenwoordig wordt deze methode overal ter wereld gebruikt, dankzij de betrokkenheid van overheidsinstellingen en de inspanningen van verschillende andere instellingen. De specifieke normen voor de LCA zijn ondergebracht in de ISO 14000-cyclus.

De bedoeling van deze fiche bestaat erin de lezer het begrip levenscyclus van materialen uit te leggen, en de beschikbare analyse- en keuzehulpmiddelen te introduceren om een verstandige keuze met kennis van zaken te kunnen maken.

De uitdagingen die met de materialen gepaard gaan en worden vermeld in de Duurzaam materiaalgebruik, kondigen de paragrafen aan die hieronder terug te vinden zijn. In dat opzicht vormt de onderhavige fiche een aanvulling die de levenscyclusanalyse behandelt.

Bewustwording van de impact van bouwproducten op het milieu en de gezondheid

Aangezien de consumenten, de leveranciers en de beleidsmakers zich steeds sterker bewust worden van de impact op het milieu en de gezondheid van de materialen en de producten die in de bouw- en renovatiesector worden gebruikt, al dan niet door de ontwikkeling van het wetgevende kader op het gebied van milieu, voeren tal van producenten een beleid op het gebied van milieubeheer in. Door rekening te houden met de impact die hun producten veroorzaken, kunnen ze de ontwikkeling en het fabricageprocedé aanpassen om de producten in een duurzame aanpak te integreren. Een dergelijke methode heeft ook voordelen op het gebied van de optimalisatie van de middelen, namelijk materiële hulpbronnen, energiebronnen en financiële middelen, waardoor ze kunnen blijven concurreren en innovatie in de industriële processen (cradle-to-gate) wordt aangemoedigd.

In België legt het Koninklijk Besluit Milieuboodschappen de minimumvereisten vast voor het aanbrengen van milieuboodschappen op bouwproducten. Elke fabrikant die een milieuboodschap op zijn product wil aanbrengen, moet een levenscyclusanalyse laten uitvoeren en die laten controleren door een erkende derde partij en vervolgens laten registreren in de EPD-gegevensbank (beheerd door de Federale Overheidsdienst Volksgezondheid, Veiligheid van de Voedselketen en Leefmilieu). De verzamelde aangiftes zullen zo de Belgische online EPD-gegevensbank voeden.

Schematische voorstelling van de stromen die in aanmerking worden genomen in een cradle-to-gate-analyse

Figuur 2: Schematische voorstelling van de stromen die in aanmerking worden genomen in een cradle-to-gate-analyse

(Bron: solidworks.fr )

Bouwmaterialen zijn echter geen afgewerkte producten : na de productie moeten ze worden geplaatst/verwerkt en daarna onderhouden . De impact die wordt berekend tot aan het vertrek uit de fabriek (cradle-to-gate), is dus niet representatief voor de impact over de volledige levenscyclus van het betrokken product: hoewel het interessante informatie kan verstrekken, is een etiket niet voldoende om een gemotiveerde keuze met kennis van zaken te maken.

Figuur 3: Het etiket "Emissies in de binnenlucht", dat voortaan verplicht is in Frankrijk, geeft de prestatie van het betrokken afwerkingsproduct aan op een progressieve schaal. Dit leesbare en eenvoudig te begrijpen etiket heeft alleen betrekking op de emissie van bepaalde schadelijke stoffen in de binnenlucht en zegt niets over de milieuprestatie van het product.

Het etiket "Emissies in de binnenlucht", dat voortaan verplicht is in Frankrijk, geeft de prestatie van het betrokken afwerkingsproduct aan op een progressieve schaal. Dit leesbare en eenvoudig te begrijpen etiket heeft alleen betrekking op de emissie van bepaalde schadelijke stoffen in de binnenlucht en zegt niets over de milieuprestatie van het product - (Bron: bio-construction.com )

Belang van een "wieg tot graf” (of cradle-to-grave)-analyse vs. een "wieg tot fabriekspoort” (of cradle-to-gate)-analyse

Een bouwproduct plaatsen/verwerken veroorzaakt ook een impact, naargelang van de gekozen bouwmethode, de in het lastenboek gespecificeerde producten en de aanbevolen assemblagetechniek. Tijdens de werkzaamheden worden de materialen waaruit het gebouw bestaat geleidelijk aan vastgezet , voor kortere of langere tijd, in het gebouwde object, namelijk het gebouw. Terwijl de materialen in het gebouw aanwezig zijn, kan het noodzakelijk zijn om ze min of meer regelmatig te onderhouden (al dan niet met behulp van producten die op hun beurt op allerlei manieren een impact op het milieu en/of de gezondheid kunnen hebben). Wanneer de levensduur van deze materialen in het gebouw ten einde is (vervanging om esthetische, functionele, technische of prestatiegebonden redenen), is de manier waarop ze werden geassembleerd, bevestigd en ingebouwd doorslaggevend voor hun verdere bestemming (terugwinning, hergebruik, afvalsortering in fracties, mogelijkheid tot recyclage...).

Schematische voorstelling van de volledige levenscyclus van een gebouw en van de bouwmaterialen en -elementen waaruit het bestaat

Figuur 4: Schematische voorstelling van de volledige levenscyclus van een gebouw en van de bouwmaterialen en -elementen waaruit het bestaat.

(Bron: Wim De Backer, VUB 2009)

Het is dus van fundamenteel belang om vanaf de ontwikkeling van het project rekening te houden met de volledige levenscyclus van het gebouw en de producten waaruit het bestaat, om de assemblagemethodes zodanig te kiezen dat de producten op het einde van de levensduur optimaal kunnen worden teruggewonnen en om rekening te houden met de impact die wordt veroorzaakt door de elementen te plaatsen/verwerken. Dit soort analyse ( cradle-to-grave) – die minstens voor de materialen, bij voorkeur voor alle gebouwelementen (bv. gevelcomplex, dakcomplex) en idealiter voor het gebouw in zijn geheel wordt uitgevoerd - is het hulpmiddel bij uitstek voor een objectieve evaluatie .

De "wieg tot wieg” (of cradle-to-cradle)-aanpak

De cradle-to-cradle-aanpak (of C2C-aanpak) is zowel een concrete conceptuele aanpak als een methode waarbij milieu-ethische overwegingen en de filosofie van de industriële productie een belangrijke rol spelen, die op alle niveaus - namelijk de ontwikkeling, de productie en de recyclage van het product - naar het ecologische principe van "geen vervuiling" en "volledige recyclage" streeft.

Simpel gezegd: zodra het gerecycleerd is, moet een vervaardigd product opnieuw dezelfde prestaties leveren, terwijl aan de cyclus alleen duurzame energie wordt toegevoegd.

Voor wat gebouwen betreft, wordt de cradle-to-cradle-aanpak toegepast op zowel het niveau van de materialen en producten als het niveau van de elementen waaruit het gebouw bestaat, evenals op het gebouw in zijn geheel. De impact van de assemblagetechnieken is overigens bijzonder belangrijk, omdat deze technieken een rechtstreekse impact hebben op de mate waarin de materialen kunnen worden gescheiden in zuivere fracties.

Schematisch overzicht van de cradle-to-cradle-aanpak

Figuur 5: Schematisch overzicht van de cradle-to-cradle-aanpak

(Bron: ecstatictruthpdx.blogspot.com )

Wanneer deze aanpak integraal is en er effectief wordt gegarandeerd dat er geen verliezen (uitgaande stromen) zijn, kunnen het product en/of alle bestanddelen ervan dankzij diezelfde aanpak opnieuw worden geïntegreerd in de materiaalkringloop. Voor wat de levenscyclus betreft, is dit de beste methode. Er bestaat ook een cradle-to-cradle-label (C2C-label); dit omvat verschillende prestatieniveaus. Omdat dit label momenteel niet extern wordt gecontroleerd, behoort het op dit ogenblik niet tot de voorzieningen die in deze fiche opgenomen zijn, ook al is het vast en zeker van belang.

De levenscyclus van een bouwmateriaal, een bouwelement of een gebouw verlengen: het hergebruik

Dankzij hergebruik kan een materiaal, een element of een gebouw opnieuw in de materiaalkringloop worden gebracht in de verkoopfase (doorverkoop) of gebruiksfase van het product ( hergebruik rechtstreeks ter plaatse). Het product, element of gebouw ontsnapt dus aan de productie- en levenseindefase.

In volgorde van prioriteit vormt het hergebruik van een gebouw en de bouwelementen waaruit het bestaat, de meest adequate aanpak voor wat de levenscyclus van materialen betreft (op voorwaarde dat men zich ervan vergewist dat het renovatieprogramma niet gepaard gaat met de afbraak van een groot deel van de geplaatste elementen - raadpleeg daarvoor het gedeelte "Gemeenschappelijke aspecten voor alle voorzieningen" van de voorzieningen van het thema Materie).

Samenvattend schema van de "Life Cycle Thinking"-aanpak.

Figuur 6: Samenvattend schema van de "Life Cycle Thinking"-aanpak. Dit schema vestigt de aandacht op de levenscyclus van het gebouw (in het blauw), de bouwelementen (in het groen) en de materialen (in het rood). Het hergebruik is erop terug te vinden als een sleutelelement dat moet worden geïntegreerd in de conceptuele aanpak van zowel renovatie- als nieuwbouwprojecten.

Dit schema vestigt de aandacht op de levenscyclus van het gebouw (in het blauw), de bouwelementen (in het groen) en de materialen (in het rood). Het hergebruik is erop terug te vinden als een sleutelelement dat moet worden geïntegreerd in de conceptuele aanpak van zowel renovatie- als nieuwbouwprojecten - (Bron: Wim De Backer – VUB 2009)

Ondanks de ontwikkeling van de tweedehandscircuits (die niet alleen gunstig zijn voor de materiaalkringloop, maar ook banen creëren) overwegen weinig bouwprofessionals tegenwoordig om materialen te hergebruiken. Het is wel zo dat deze producten slechts zelden gepaard gaan met een garantie van de fabrikant, maar het komt erop aan om objectief te blijven: het hergebruik van een structuur zal worden voorafgegaan door het advies van een stabiliteitsingenieur, een onbeschadigde dakpan kan opnieuw zijn oorspronkelijke functie vervullen en een gedemonteerde vloertegel zonder scheuren kan een nieuwe bestemming krijgen. Bovendien kunnen bepaalde producten gemakkelijk een nieuwe toepassing krijgen: effen deurbladen die worden omgevormd tot tafels of platen, deurdrempels die venstertabletten worden.

  • Voorbeeld van een project waarbij teruggewonnen materialen en elementen werden gebruikt: villa Welpeloo
  • In Roombeek, een wijk van Enschede in Nederland, werd in 2010 een bijzonder huis gebouwd dat hoofdzakelijk uit teruggewonnen materialen en fabrieksafval bestaat.
  • De draagstructuur bestaat uit een stalen skeletbouw waarvan de profielen afkomstig zijn van een textielmachine van een naburige fabriek. De assemblages zijn vastgeschroefd en niet gelast, waardoor ze later gemakkelijk kunnen worden uiteengehaald.
  • Het hout voor de gevel is afkomstig van kabelspoelen die een speciale thermische behandeling ondergingen voor een betere weerbestendigheid
  • Glasafval van een glasfabriek uit de onmiddellijke omgeving werd gebruikt om het merendeel van de ramen te vervaardigen, terwijl een naburige caravanfabrikant polystyreenresten leverde om de gevel thermisch te isoleren.
  • De aanvoer van nieuw materiaal beperkte zich tot de betonnen funderingen, de technische installaties, de verf en de raamkozijnen.
  • Het huis pronkt met een koolstofbalans van 5 % van de CO2-uitstoot in vergelijking met een vergelijkbare constructie met nieuwe materialen.

Villa Welpeloo, Enschede, Nederland

Figuur 7: Villa Welpeloo, Enschede, Nederland - architecten: 2012Architecten – foto: http://www.duravit.

- architecten: 2012Architecten © Duravit

Einde van de levensduur: de effectieve recycleerbaarheid en recyclage tegenover de theorie

Voor de materiaalkringloop speelt de effectieve recycleerbaarheid een doorslaggevende rol: deze hangt niet alleen af van de samenstelling van het product, maar ook van de uitvoerbaarheid van de scheiding in zuivere afvalfracties.

Een zogenaamd " recycleerbaar " materiaal kan in theorie recycleerbaar zijn (de recyclage is technisch, materieel en chemisch mogelijk), maar er kan geen absolute garantie worden gegeven dat het op het einde van de levensduur effectief zal worden gerecycleerd. Materiaal wordt over het algemeen alleen gerecycleerd wanneer het proces rendabel is: op het gebied van hulpbronnen (energieverbruik van de recyclage, bijvoorbeeld) en op financieel gebied (kostprijs van de recyclage tegenover de kostprijs van een product, van een nieuw gewonnen grondstof).

Bovendien is het zo dat wat vandaag niet recycleerbaar is dat wel kan zijn in de toekomst, met name wegens een almaar afnemende beschikbaarheid (en dus stijgende kostprijs) van de materialen en bestanddelen in het product, waardoor het belang om ze toch te recycleren groter wordt. Denk eraan dat voor recyclage hulpbronnen nodig kunnen zijn (bv. water en energie): de aard en de hoeveelheid van die hulpbronnen veroorzaken op hun beurt een impact op het milieu. Over het algemeen is het raadzaam om de voorkeur te geven aan bouwelementen en -materialen die gemakkelijk in duidelijke fracties kunnen worden gescheiden en composietproducten te vermijden.

Schematische voorstelling van de levenscyclus van een materiaal

?Figure 8 : Représentation schématique du cycle de vie d’un matériau, montrant le cas d’une boucle de la matière8avec des pertes à la fin de vie du produit d’une part, et les flux de recyclage effectif d’autre part.            (Source : Wim De Backer, VUB 2009.)?

Schema waarin het geval wordt getoond van een materiaalkringloop met verliezen op het einde van de levensduur van het product enerzijds, en de effectieve recyclagestromen anderzijds (Bron: Wim De Backer, VUB 2009.)

Als een product/materiaal op het einde van de levensduur effectief wordt gerecycleerd en de gerecycleerde materialen dankzij dit proces opnieuw in de productiekringloop kunnen worden geïntegreerd (van hetzelfde product of van een ander, zonder daling van het kwaliteitsniveau), vormt deze opeenvolging van stappen een gesloten kringloop. In werkelijkheid is deze kringloop zelden volledig gesloten: er kunnen zich "verliezen" (uitgaande stromen) voordoen en nieuwe inkomende stromen (materiaal, water, energie...) kunnen noodzakelijk zijn.

Voor wat de levenscyclus van materialen betreft, vormt het hergebruik van materialen, producten, bouwelementen en gebouwen een bijzonder adequate methode. Deze methode voorkomt dat er gebruik moet worden gemaakt van nieuwe elementen (die afkomstig zijn van een fabricageprocedé waarvan de impact op het milieu en de gezondheid sterk varieert per product, fabrikant en fabriek). Hergebruik verlengt ook de levensduur van het betrokken materiaal of product: het niet hergebruiken impliceert het einde van de levenscyclus en betekent dat het in het beste geval zal worden gerecycleerd, al naargelang het gemak waarmee het kan worden gedemonteerd / uiteengehaald, de nauwkeurigheid waarmee het afval wordt gesorteerd en het reële recyclagepotentieel, en in het slechtste geval zal worden gestort.

Figuur 9: Deze website is bestemd voor alle particulieren, aannemers en architecten die voor hergebruik bestemde materialen wensen te kopen, te verkopen of te gebruiken. Op de website bevindt zich een geactualiseerde gids van professionele handelaars en materialen, evenals advies met betrekking tot de voor hergebruik bestemde materialen en het gebruik ervan

Deze website is bestemd voor alle particulieren, aannemers en architecten die voor hergebruik bestemde materialen wensen te kopen, te verkopen of te gebruiken. Op de website bevindt zich een geactualiseerde gids van professionele handelaars en materialen, evenals advies met betrekking tot de voor hergebruik bestemde materialen en het gebruik ervan (Bron: http://www.opalis.be )

> Starten > Begrijppen

bijgewerkt op 01/01/2013

Code n° : G_MAT01 - Thema's : Materiaal - Gerelateerde project components : Buitenschrijnwerk | Buitenwand | Binnenwand | Houtenskelet | Plafonds | Vloerplaat | Dak | Verwarming