Circulair ontwerpen met baksteen

Tekst: ing. Frank de Groot en Vereniging Koninklijke Nederlandse Bouwkeramiek (KNB)

Sporthal Elzenhagen met circulaire ontwerpstrategie: gevel: 1. Optimalisatie, 2. Kwaliteit en onderhoud gebouw en 4. Losmaakbaarheid en herbruikbaarheid. Architectenbureau LIAG. Foto: John Lewis Marshall.

Circulair ontwerpen begint met de ambitie een duurzamer gebouw te realiseren. Daarbij hebben de in de ontwerpfase gemaakte keuzes grote invloed op het (eind)resultaat. Maar hoe te zorgen dat de juiste keuzes worden gemaakt? En hoe zorgen we dat alle betrokkenen bij het ontwerpproces dezelfde doelen delen en dezelfde oplossing nastreven? De in juni 2023 gepubliceerde Leidraad Circulair ontwerpen 2.0, ‘Werkafspraken voor een circulaire bouw’, van Platform CB’23 geeft hierbij richting en inspiratie op basis van bestaande inzichten en helpt om afspraken vast te leggen. Wie baksteen legt naast de meetlat van de zeven circulaire ontwerpstrategieën uit de Leidraad Circulair Ontwerpen 2.0 komt tot verrassende inzichten.

Baksteengevels zijn circulair

Baksteengevels leveren een goede bijdrage aan circulair bouwen. Waarom? Allereerst wordt de Nederlandse baksteen voornamelijk gemaakt van een oneindige, hernieuwbare en lokaal beschikbare grondstof, namelijk ons eigen rivierklei. De duurzame kleiwinning gaat hand in hand met het creëren van nieuwe leefgebieden voor planten en dieren en hoogwaterveiligheid.

Daarnaast heeft baksteen een uitzonderlijk lange levensduur, zonder noemenswaardig onderhoud. Dat geeft grote mogelijkheden tot het geven van toekomstwaarde aan een gebouw. In combinatie met een efficiënt productieproces geeft de lange levensduur een lage milieu-impact en dus gunstige MKI-waardes (milieukosten).

Mooie natuur in een kleiwingebied. Foto: KNB.

Afhankelijk van product en toepassing, zijn de keramische producten aan het einde van de gebouwlevensduur herbruikbaar of recyclebaar. Door gebruik van moderne mortels en lijmen is hergebruik van bakstenen wel lastig geworden. De hedendaagse mortels en lijmen dragen weliswaar bij aan de toegenomen kwaliteit van metsel- en tegelwerk, maar laten zich niet meer zo gemakkelijk van het keramiek verwijderen. Metselbaksteen wordt naar de huidige stand van de techniek daarom veelal vermalen tot granulaat en gerecycled in nieuwe keramische producten, ingezet als grond- of zandvervanger of als toeslagstof in bouwmaterialen. Voor de productie van nieuwe baksteen kan bijvoorbeeld tot 25% gebakken keramisch materiaal worden toegevoegd. Naar metselwerkpuin is verder veel vraag als funderingsmateriaal onder (snel-)wegen. Bij kleinschalige toepassing kunnen oude bakstenen van mortel worden ontdaan en opnieuw gebruikt. Er zijn inmiddels producten en initiatieven die het hergebruik van baksteen verder optimaliseren door de toepassing van droogstapeltechniek of het gebruik van aangepaste mortels.

Voorbeeld droogstapelsysteem Click-Brick project. Foto: Wienerberger

Zeven ontwerpstrategieën

Terug naar de leidraad. Deze onderscheidt zeven circulaire ontwerpstrategieën, onderverdeeld in de thema’s: Voorkomen, Toekomstwaarde, Materiaalwaarde en Optimaliseren. Samen vormen de zeven een compleet beeld van de mogelijke circulaire ontwerpkeuzes. Bij een specifiek bouwproject zal het ontwerpteam een combinatie maken van relevante ontwerpstrategieën en zo tot een maatstrategie komen.

De zeven ontwerpstrategieën zijn:

1. Preventie (thema: voorkomen en optimaliseren);
2. Ontwerpen voor kwaliteit en onderhoud (thema toekomstwaarde);
3. Ontwerpen voor adaptiviteit (thema toekomstwaarde);
4. Ontwerpen voor losmaakbaarheid en herbruikbaarheid (thema toekomstwaarde);
5. Ontwerpen met hergebruikte delen van bouwwerken (thema materiaalwaarde);
6. Ontwerpen met secundaire grondstoffen (thema materiaalwaarde);
7. Ontwerpen met hernieuwbare grondstoffen (thema materiaalwaarde).

We toetsen baksteengevelwerk hierna aan de zeven ontwerpstrategieën.

1. Preventie

De strategie ‘preventie’ richt zich in eerste instantie op het ‘voorkomen’ van nieuwbouw. Denk hierbij aan het hergebruik van bestaande gebouwen in een nieuwe functie (transformatie). Juist volledig gemetselde gebouwen blijken populair voor hergebruik door hun fraaie uitstraling en lange (rest)levensduur van de gevels. Zelfs enige verwering van baksteen wordt gezien als een mooie patinalaag, waardoor de tekening van de steen versterkt wordt en het gebouw een ‘doorleefd’ uiterlijk krijgt.

Naast ‘voorkomen’ kan de ontwerpstrategie preventie ook gericht zijn op het efficiënter en ‘optimaler’ ontwerpen. Dat kan door na te gaan of bepaalde gebouwfuncties, bouwdelen en producten daadwerkelijk nodig zijn om zo overbodige zaken te elimineren. Zijn gangbare oplossingen te vervangen door alternatieven met minder materiaalgebruik? Denk daarbij voor baksteen aan de diverse mogelijkheden tot dematerialisatie, zoals toepassing van baksteen met gaten of frogs, smalle baksteen, baksteenstrips of klampmetselwerk (zie artikel ‘Dematerialisatie baksteen’ in deze BouwTotaal). Dematerialisatie met gelijmde gevelproducten kan echter weer leiden tot een niet eenvoudig te demonteren gevelopbouw. Dat past minder goed bij de ontwerpstrategie Losmaakbaarheid & Hergebruik.

Hergebruik gevels te Nijmegen. Foto: KNB.

2. Ontwerpen voor kwaliteit en onderhoud

Een fraai ontworpen gebouw, dat ook past in zijn omgeving, heeft meestal een langere levensduur dan een gebouw dat we ‘lelijk’ vinden. Vaak worden gebouwen met gemetselde gevels ‘gekoesterd’; belanghebbenden hechten veel waarde aan dergelijke gebouwen. Hierdoor is een goed ontwerp dus ook duurzamer. Uiteraard speelt niet alleen de esthetische waarde een rol. Ook de bruikbaarheid, toepassing van robuuste onderhoudsarme producten en goede detailleringen zijn belangrijk. Indien de gebruikte bouwproducten een zeer lange technische levensduur hebben, is vervanging niet nodig. Baksteen heeft een lange levensduur, is onderhoudsarm en beschermt objecten tegen weer, wind, brand en geluid.

De ontwerpmogelijkheden met baksteen zijn onuitputtelijk. Als bij een gebouw frequent veranderingen in gebruikseisen te verwachten zijn, is een combinatie met Ontwerpen voor adaptiviteit en Ontwerpen voor losmaakbaarheid en herbruikbaarheid noodzakelijk.

Voorbeeld hergebruikt baksteengebouw. Ons’ Lieve Heer op Solder met circulaire ontwerpstrategie gevel. Felix Claus Dick van Wageningen Architecten. Foto: John Lewis Marshall.

3. Ontwerpen voor adaptiviteit

Ontwerpen voor adaptiviteit of aanpasbaarheid maakt mogelijk dat een bouwwerk aan verschillende toekomstscenario’s met andere wensen en eisen kan voldoen. Dit kan op verschillende schaalniveaus, in verschillende tijdspannen en tussen verschillende functies plaatsvinden, zoals door veranderende gebruikers, seizoenen en eisen. Adaptiviteit verlengt de levensduur van het bouwwerk, ook bij veranderende eisen.

4. Ontwerpen voor losmaakbaarheid en herbruikbaarheidOn

Uitgangspunt bij deze strategie is dat materialen tijdens of na gebruik op eenvoudige wijze en zonder schade kunnen worden geoogst voor zo hoogwaardig mogelijk hergebruik. Een mooi voorbeeld is de voorgevel van het opleidingscentrum voor praktijkgericht onderwijs Bouwmensen in Doetinchem. Een groot deel van die nieuwe voorgevel is in 2017 uitgevoerd met een baksteen droogstapelsysteem in de kleur antraciet. Deze stenen kwamen uit de gevel van Vakschool Het Diekman in Enschede. De sportzaal in die school is getransformeerd naar klaslokalen en dat vroeg uiteraard om extra gevelopeningen. Hierdoor kwamen er 6.000 onbeschadigde stenen vrij, die zijn hergebruikt in Doetinchem. Het ultieme voorbeeld van circulair bouwen. De losmaakbare uitvoering van het huidige ontwerp kan er dus in de toekomst voor zorgen dat het aandeel hoogwaardig herbruikbare elementen ten opzichte van secundaire grondstoffen toeneemt. Ook baksteenmetselwerk gerealiseerd met kalkmortel past binnen deze strategie.

De nieuwe voorgevel van het opleidingscentrum voor praktijkgericht onderwijs Bouwmensen in Doetinchem is in 2017 uitgevoerd met een baksteen droogstapelsysteem in de kleur antraciet. Deze stenen kwamen uit de gevel van Vakschool Het Diekman in Enschede. Foto: Frank de Groot.

5. Ontwerpen met hergebruikte delen van bouwwerken

Het ontwerpen met hergebruik van delen van bouwwerken, al dan niet na bewerking, spaart primaire grondstoffen. Bakstenen hebben een lange technische levensduur en zijn goed in meerdere levenscycli herbruikbaar. Dat kan door hergebruik van de baksteengevel(delen) tot hergebruik van de baksteen. De beschikbaarheid hiervan is nog beperkt.

Hergebruikte gevelstenen met circulaire ontwerpstrategie: 5. Hergebruik, 1. Preventie – optimalisatie en 2. Kwaliteit en onderhoud gebouw: Adaptiviteit. Marc Koehler Architects. Foto: John Lewis Marshall.

6. Ontwerpen met secundaire grondstoffen

Voorbeeld ontwerpen met secundaire grondstoffen: 360 Degrees aan de Grasweg in Amsterdam. Architect: Studioninedots Amsterdam. Geselecteerd sloopafval is geüpcycled naar hoogwaardige bakstenen. Foto: John Lewis Marshall.

Het ontwerpen met secundaire grondstoffen draait om de inzet van eerder gebruikte grondstoffen en materialen of reststromen van een ander productsysteem. De secundaire grondstoffen vervangen primaire grondstoffen en dragen zo bij aan bescherming van grondstofvoorraden. Diverse reststromen vanuit andere productsystemen vinden hun weg naar de baksteenindustrie. Gebruikt keramiek kan prima als secundaire grondstof worden toegepast bij de productie van nieuwe keramische producten. Het secundair materiaal moet wel voldoende beschikbaar en homogeen zijn en de vervoersafstanden niet te groot. Enkele fabrikanten bieden gevelbakstenen aan met een hoog gehalte gerecycled materiaal.

7. Ontwerpen met hernieuwbare grondstoffen

Ontwerpen met gebruik van zoveel mogelijk bouwmaterialen van hernieuwbare bron vermindert het gebruik van eindige, niet-hernieuwbare grondstoffen en de eventuele uitputting ervan. Het draagt hiermee direct bij aan bescherming van materiaalvoorraden.

Een hernieuwbare grondstof kan van zowel abiotische als biotische oorsprong zijn. Voorbeelden van hernieuwbare hulpbronnen zijn: bomen in bossen, grassen in grasland, schelpen en klei uit de Nederlandse rivierdelta (sedimenten). Voordeel van baksteen is dat de primaire grondstof klei ruim voorradig is en rivierklei bovendien ook nog eens hernieuwbaar. Klei wordt continu via de rivieren aangevoerd en afgezet in de uiterwaarden. Dit is ook vastgelegd in de CB’23 leidraden, de Handreiking Circulaire Gebouwen Milieulijst 2024 van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland en het in opdracht van de Nationale Milieudatabase in januari 2023 gepubliceerde Agrodome-rapport ‘Hernieuwbare grondstof en materiaal voor de bouw’.