Cirkelvormige constructie
De hulpbronnen van onze planeet worden tegenwoordig intensiever gebruikt dan in enig ander tijdperk, hoewel het al lang duidelijk is dat ze vaak slechts in beperkte hoeveelheden beschikbaar zijn. Hier is een speciale rol weggelegd voor de bouwsector. Hierbij is het niet voldoende om de duurzaamheid van gebouwen alleen te bekijken in termen van energie-efficiëntie en CO2-uitstoot tijdens de exploitatie, waar bijvoorbeeld de wijziging van het Energiebesluit Gebouwen (GEG) om de hoek komt kijken.
Een holistische kijk op de hele levenscyclus van gebouwen - van bouwmaterialen, constructie, exploitatie en verbouwing tot ontmanteling en recycling - is noodzakelijk. De productie van bouwmaterialen en de bouw en sloop van gebouwen verbruiken namelijk grote hoeveelheden energie. Dit staat bekend als grijze energie. Het aandeel grijze energie in gebouwen ligt tussen de 40% en 60% en is daarmee goed voor ongeveer de helft van de energiebalans van een gebouw gedurende zijn levenscyclus.
Winning van grondstoffen door de bouwindustrie
De bouwsector heeft een grote invloed op het gebruik van grondstoffen en dus ook op het verbruik van hulpbronnen wereldwijd. De bouwsector speelt daarom een sleutelrol in de omgang met eindige grondstoffen, aangezien het potentieel voor besparingen door efficiënt gebruik van hulpbronnen momenteel slechts in beperkte mate wordt gerealiseerd.
Met name voor de productie van bouwmaterialen die nodig zijn voor conventionele massieve bouw, zoals cement en beton, zijn aanzienlijke hoeveelheden niet-hernieuwbare hulpbronnen nodig. Naast de winning van grondstoffen is ook de productie van bouwmaterialen een belangrijke factor in de milieubalans van de bouwsector. Met het oog op duurzaamheid, het behoud van hulpbronnen en klimaatbescherming zal de bouwindustrie zich daarom steeds meer moeten richten op het in kringlopen houden van bestaande materialen en deze zo vaak mogelijk hergebruiken zonder kwaliteitsverlies.
Urban mining en circulair bouwen
Bij het plannen van een gebouw wordt meestal geen rekening gehouden met sloop. Het idee van bouwen voor de eeuwigheid overheerst nog steeds, maar sloop is vaak een realiteit, die grote hoeveelheden energie verbruikt en over het algemeen leidt tot een enorme verspilling van hulpbronnen. Alleen al in Duitsland bijvoorbeeld stroomde volgens het Federale Bureau voor de Statistiek in 2020 ongeveer 198 miljoen ton bouw- en sloopafval uit de bouwsector, wat overeenkomt met 55% van het totale Duitse afvalvolume. Hier komt het idee van urban mining om de hoek kijken. Dit houdt in dat bruikbare of recyclebare bouwmaterialen en onderdelen worden teruggewonnen uit gebouwen die niet op een recycleerbare manier zijn ontworpen en gebouwd. In Duitsland wordt al bijna 90% van het bouw- en sloopafval gerecycled in de zin van een antropogene grondstofopslag. Het probleem daarbij is echter dat het meestal gedowncycled wordt. Dit verwijst naar het hergebruik en de recyclage van gebruikte onderdelen of bouwmaterialen die gepaard gaan met kwaliteitsverlies - bijvoorbeeld wanneer beton wordt versnipperd en gebruikt als vulmateriaal in de wegenbouw. De bouwsector is daarom nog ver verwijderd van een circulaire economie die zichzelf definieert als een zichzelf herstellend en vernieuwend economisch systeem dat ernaar streeft de hoogst mogelijke kwaliteit van zijn materialen en producten te behouden in gesloten materiaalkringlopen.
Modulaire stalen gebouwen komen overeen met het idee van een gebouw dat intelligent gepland en ontworpen is met het oog op de materiaalcyclus. Ze hebben een speciale eigenschap onder permanente gebouwen omdat het "mobiele eigendommen" zijn. De modulaire staalconstructie maakt het mogelijk om gebouwen te ontmantelen door ze in afzonderlijke modules op te splitsen, naar een andere locatie te transporteren en daar weer in elkaar te zetten. De stalen basisconstructie maakt het mogelijk om de gebouwen op deze manier een volgend leven te geven.
Modulaire gebouwen symboliseren zo het principe van recycling en hergebruik, dat veel verder gaat dan urban mining. Van hergebruik is sprake wanneer een materiaal of onderdeel 1:1 wordt hergebruikt in een volgende gebruiksfase. Dit is het geval wanneer een modulair stalen gebouw wordt gedemonteerd en op een andere locatie weer in elkaar wordt gezet zonder veranderingen.
In de regel is het principe van hergebruik echter van toepassing op modulaire gebouwen. In tegenstelling tot hergebruik wordt het gebouw aangepast aan nieuwe eisen, bijvoorbeeld door het veranderen van de plattegrond, de technische gebouwuitrusting of omdat het moet worden aangepast aan nieuwe bouwvoorschriften.
De basis voor de mogelijkheid om het ALHO-bouwsysteem te verplaatsen is de zelfdragende stalen skeletstructuur met niet-dragende wanden. Dit maakt het mogelijk om de modulaire gebouwen flexibel aan te passen aan veranderende eisen en daaropvolgend gebruik door de plattegrond te wijzigen. Wanden kunnen worden verplaatst of geopend en uitbreidingen en toevoegingen kunnen snel en eenvoudig worden toegevoegd. In dit opzicht is het modulaire bouwsysteem uiterst flexibel en zeer geschikt voor latere wijzigingen en verbouwingen. Dit type later gebruik komt vaak om de hoek kijken als het gebouw zijn locatie behoudt. De mogelijkheid tot herbestemming is al een belangrijk kenmerk voor de duurzaamheid van een gebouw in de DGNB en BNB beoordeling.
De ALHO modulaire bouwmethode voorziet in een driedimensionale constructie van individuele stalen modules. Deze zijn mechanisch met elkaar verbonden en kunnen ook weer worden gescheiden. Door het dubbelschalige karakter van de kolom-, vloer- en plafondconstructie kan het gebouw eenvoudig worden ontmanteld in zijn afzonderlijke modules zodra de lasverbindingen zijn losgemaakt. Alle ruimtegerelateerde installaties worden vooraf in de fabriek in de afzonderlijke modules geïnstalleerd en ter plaatse in de verschillende mediatrajecten geïntegreerd. Omdat de gebouwen meestal jarenlang op één locatie zijn gebruikt voordat ze werden verplaatst, zijn er vaak verbouwingsmaatregelen nodig voor een nieuw gebruik, wat leidt tot veranderingen in ruimtes of toevoegingen en structurele upgrades als gevolg van veranderingen in wetten en normen.
Deze zijn mogelijk na demontage tijdens tussentijdse opslag op een verwerkingslocatie of na hermontage op de nieuwe locatie, grotendeels zonder extra ingrepen in de draagconstructie en dus de statica. Omdat bij een verhuizing meestal nieuwe eisen van klanten moeten worden gerealiseerd en rekening moet worden gehouden met de huidige wettelijke vereisten, is het in de praktijk vrijwel onmogelijk om het gebouw één op één opnieuw te gebruiken. Door een modulair gebouw echter te recyclen met een hoog aandeel hergebruikte bouwmaterialen, vooral de staalconstructie, zet modulaire bouw de standaard op het gebied van duurzaamheid en efficiënt gebruik van hulpbronnen in de bouwindustrie.