Meer minder.
Meer minder.
Verantwoording vanaf het begin. Nieuwe materialen maken de bouwindustrie Duurzaam duurzamer.
Lang werden zonnecellen op het dak gezien als sleuteltot ecologisch bewustzijn. Vandaag de dag zie je aan een gebouw niet meer of en hoe milieuvriendelijk het is gepland en gebouwd en hoe energiezuinighet werkt. Dat komt door een veelvoud aan nieuwe grondstoffen, die beide zijn - mooi en duurzaam.

Teksten: Melanie Schlegel, Sabrina Lettenmaier

“Een groot raadsel blijft”, zo schrijft architectuurcriticus Gerhard Matzig, waarom “duurzaam denken en handelen zo zelden worden aangetroffen op een terrein, waar de toekomst daadwerkelijk bepaald wordt. Dat is het areaal van architectuur en stedenbouw”. En dat, zo vervolgt Matzig, ondanks het feit dat “over enkele decennia tweederde van de wereldbevolking in steden en dichtbevolkte gebieden zal wonen”. De VN spreekt daarom over “stedelijk millennium”. Nu al wordt ongeveer 40 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot in gebouwen geproduceerd. In gebouwen die architecten, stedenbouwkundigen en ingenieurs hebben ontworpen.

Iemand, die zich - al lang voordat duurzaamheid een politiek en economisch modewoord werd - met het thema bezighoudt, is Werner Sobek. De hoogleraar architectuur uit Stuttgart zag de wereld al in 1974, een jaar na de eerste oliecrisis, snel op een grondstoftekort afsnellen. Toen begon hij over alternatieve architectuur en materiaalconcepten na te denken. In 1992 hield hij - toen nog door veel collega's uitgelachen - zijn eerste colleges over “recyclagecompatibel bouwen”. Aan het begin van de eeuwwisseling bouwde Sobek R128, zijn eigen woonhuis van glas en staal - als volkomen recycleerbaar gebouw.

Ook zijn nieuwste project, de NEST-unit UMAR in het Zwitserse Dübendorf, volgt zijn Triple-Zero-Concept. Zero Energy, Zero Emissions, Zero Waste. Het vier verdiepingen tellende onderzoeksgebouw NEST, gebouwd in 2016 door het Federal Materials Testing and Research Institute, staat voor “Next Evolution in Sustainable Building Technologies” en herbergt onder andere de module UMAR. “Met de experimentele unit Urban Mining & Recycling laten we zien dat de op de markt verkrijgbare materialen geschikt zijn voor een correcte kringloop”, legt Sobek uit. Hij zegt een correcte kringloop in plaats van duurzaamheid en eist: “We hebben niet alleen behoefte aan een bouwplan, maar ook aan een afbraakplan”. In het geval van UMAR betekent dat: alle materialen in het gebouw kunnen worden teruggewonnen, er ontstaat geen afval, alles is recycleerbaar of composteerbaar.

De uitbreiding van de duurzaamheid.
“Tot nu toe”, vertelt Blaine Brownell, architect en materiaalonderzoeker aan de universiteit van Minnesota, “betekende duurzaamheid in de bouwindustrie energie-efficiëntie en concentreerde zich op spreadsheets en levenscyclusbeoordelingen.” Intussen gaat het echter niet meer alleen om verwarming, ventilatie en elektriciteit. Eindelijk vraagt men zichzelf ook af: hoe duurzaam zijn de bouwmaterialen eigenlijk zelf? 560 miljoen ton - en daarmee 90 procent van alle in Duitsland gebruikte - minerale grondstoffen worden jaarlijks voor de productie van bouwmaterialen gebruikt. De Duitse federale milieustichting berekent dat de bouwindustrie verantwoordelijk is voor 54 procent van het geproduceerde afval. Alleen voor de productie van cement komen wereldwijd meer CO2-emissies vrij dan in de wereldwijde luchtvaart.

Grondstofefficiëntie is dus aan de orde van de dag. Werner Sobek maakt deze dringende noodzakelijkheid zeer duidelijk: Als men de bouwnorm in Duitsland als maatstaf neemt, zou men ongeveer tweeduizend miljoen ton bouwmateriaal voor alle wereldburgers moeten leveren. Maar dat werkt niet, aldus Sobek, omdat er van bepaalde grondstoffen nu al te weinig zijn of omdat ze binnen afzienbare tijd uitgeput raken. Zelfs Qatar, de al even ruige en met zand gezegende woestijnstaat, kan niet voldoen aan zijn behoefte aan beton en moet importeren. Want het door de wind geschuurde zand is voor de betonproductie gewoonweg niet geschikt.

Wat te doen? Minder grondstoffen gebruiken? Recycleren of upcyclen? Of nieuwe materialen onderzoeken, die niet alleen functioneel en esthetisch zijn, maar ook aan hoge ecologische eisen voldoen? Zoals bijvoorbeeld in het sobere, futuristische gebouw van het Fraunhofer-Instituut in de Opperbeierse vallei, waar bijvoorbeeld aan Typhaboard wordt gewerkt, een bouwmateriaal uit lisdodde en mineraal bindmiddel, dat volledig composteerbaar is en geschikt is voor dragende en isolerende wandelementen. Of aan faseveranderingsmaterialen (PCM) op basis van suikeralcoholen voor latente warmteopslag of aan nieuwe biohybride-vezelcomposieten.

De mens als materiaalonderzoeker.
Mensen en hun voorouders zijn altijd materiaalonderzoekers geweest. Het is geen toeval dat hele tijdperken van de mensheid naar materialen zijn vernoemd. Wat 3,4 miljoen jaar met het Stenen Tijdperk begon, via brons naar ijzer leidde, via lichte metalen zoals aluminium naar massaproductie van kunststoffen en verder naar de halfgeleidermaterialen in het midden van de vorige eeuw, vormt ook het kader waarin uiteindelijk het materiaalonderzoek zich als onafhankelijke wetenschap heeft ontwikkeld. Ongeveer 150 jaar geleden werden de eerste instituten zoals het Pruisische Koninklijk Mechanisch-Technisch Onderzoeksinstituut in Berlijn (1871) of het Instituut voor het testen van bouwmaterialen in Zwitserland (1880) opgericht. Vandaag de dag bieden alleen in Duitsland al meer dan 40 universiteiten de studierichting materiaalwetenschap aan. En op nog 20 andere instituten wordt onderzocht hoe materie in nieuwe en bruikbare vormen kan worden omgezet, hoe bestaande materialen tot grondstoffen verwerkt en hoe nieuwe innovatieve materialen uitgevonden kunnen worden.

Overal hebben zich showrooms gevestigd, creatieve overslagplaatsen, waarvan de Material ConneXion met hoofdkantoor in New York wellicht de bekendste is. Een gerenommeerd bureau in Duitstalige landen bevindt zich in Stuttgart. Het materiaalbureau raumPROBE presenteert meer dan 50.000 materiaalmonsters, die ter plaatse bewonderd, aangeraakt en online onderzocht kunnen worden. Een “Kinderboerderij voor planners” noemen Hannes Bäuerle en Joachim Stumpp, de beide eigenaars, hun in 2005 opgerichte onderneming. Bäuerle beschrijft de bewustzijnsverandering zo: “Sinds ongeveer tien jaar vragen steeds meer planners naar duurzame en ecologische materialen, terwijl vroeger de focus vooral op nieuwe materialen lag”.

Daarbij is de strijd om duurzaamheid natuurlijk al aanzienlijk oud. In de Duitse taal werd het begrip voor het eerst gebruikt in de in 1713 gepubliceerde verhandeling “Sylvicultura oeconomica” van de Keurvorstelijk-Saksische inspecteur-generaal der mijnen, Hans Carl von Carlowitz. Zijn eenvoudige boodschap “Niet meer hout vellen dan teruggroeit” is vandaag bij iedereen bekend als “sustainable development”. Waarbij het frequente, zelfs inflatoire gebruik van het begrip duurzaamheid hoogstens tot een beter geweten leidt, maar niet noodzakelijkerwijze tot een betere wereld. Ook 300 jaar na Carlowitz is er nog altijd veel te doen. Zwitserland is het eerste land ter wereld dat de term duurzaamheid in het jaar 2000 in de grondwet opneemt. Als zes jaar later in Frankrijk de Global Award for Sustainable Architecture door architecte en professor Jana Revedin in het leven wordt geroepen, was het woord “sustainable” nog niet eens naar het Frans vertaald. Ter gelegenheid van de Architectuurbiënnale in 2016 stelde Revedin echter vast dat de helft van alle curatoren reeds prijswinnaar van deze duurzaamheidsprijs waren geweest. Misschien is er dan toch vooruitgang.

Ecologisch en mooi
Het huidige deel van de aardse geschiedenis, het Antropoceen, geldt als het tijdperk waarin de mens als belangrijkste creatieve kracht werkt. Of om met de woorden van Gerhard Matzig te spreken: We leven in het tijdperk van de planners. Werner Sobek, architect en burgerlijk ingenieur, heeft duidelijke ideeën over wat mensen als hij vandaag moeten doen. “Ecologisch bouwen moet adembenemend mooi zijn. Het mag niet beperkt blijven tot het halen van een paar zonnecellen bij de bouwmarkt en deze vast te spijkeren op het pannendak”. Ecologie en adembenemend mooi bouwen moeten elkaar niet meer tegenspreken. Het is nu tijd om een nieuwe duurzaamheidsesthetiek te ontdekken. Dit komt ook naar voren in de talrijke gebouwen met geïntegreerde fotovoltaïsche cellen, waarbij de PV-cel zelf een bouwmateriaal voor de dak- en gevelbekleding wordt. Dit idee werd bijvoorbeeld gebruikt in Zürich-Leimbach: in een residentiële hoogbouw met dunne filmmodules, dat overeenkomstig de plannen van de architect Harder Haas Partner werd gerenoveerd. Een mooi voorbeeld van hoe nieuwe materialen architecten tot nieuwe ontwerpen inspireren. En dat is nog maar het begin.

Een rondleiding door de raumPROBE in Stuttgart maakt duidelijk, hoeveel mogelijkheden architecten inmiddels hebben: bijvoorbeeld een decoratieve coating met rozengeur, een in vele kleuren lichtgevende glaskeramiek met kristallijn gemarmerde structuur als vloerbedekking - of een terrazzo, waar geplette nagellakflesjes als blikvanger in het beton worden verwerkt. Zo exotisch sommige producten klinken en voor een deel er ook zo uitzien - ze moeten allemaal aan de eisen van het dagelijkse leven voldoen. Functioneren de akoestische platen van schapenwol zoals ze zouden moeten? En welke toepassingsscenario's zijn denkbaar voor het bijzonder emissiearme paneel op houtbasis gemaakt van verse vurenhoutsnippers? Want natuurlijk gelden ook voor de nieuwe generatie bouwmaterialen de officiële maatstaven voor brand- en geluidsisolatie, voor thermische isolatie en emissies, evenals LEED, BREEAM of DGNB certificeringen.

De natuur als voorbeeld
We hebben bijvoorbeeld het nieuwe composietmateriaal carbonbeton, een textielbeton, dat beton- en koolstofvezels verbindt. Het is duurzamer en sterker, maar lichter dan conventioneel beton en kan voor een revolutie in de architectuur zorgen. Omdat carbon - in tegenstelling tot staalbeton - niet roest, zijn dikke lagen niet meer nodig. Dat spaart hulpbronnen en maakt filigraan bouwen mogelijk. Het nieuwe beton kan uit alles gemaakt worden dat koolstof bevat. Momenteel gebruiken de onderzoekers zogenoemd lignine, een afvalproduct, dat bij de houtverwerking ontstaat. In 2019 moet het eerste carbonhuis op de campus van de technische universiteit van Dresden ontstaan, waar het textielbeton onder leiding van Prof. Manfred Curbach ontwikkeld werd. Weliswaar kost een kilo in de fabricage twintig keer meer vergeleken met staalbeton - maar met een materiaalbesparing van 75 procent en een aanzienlijk langere levensduur ziet de rekening er meteen anders uit.

Aan het Wyss Instituut van de Harvard universiteit hebben wetenschappers een kunststof ontwikkeld, die slechts half zo zwaar is als aluminium en desondanks net zo stevig is. Het materiaal wordt uit garnalenschillen gewonnen. Hieruit haalden de wetenschappers chitine en volgen daarmee een belangrijk principe van de moderne materiaalwetenschap, doordat ze de natuur als voorbeeld nemen. Het resultaat is een insectachtig weefsel, dat gemakkelijk te verwerken en biologisch afbreekbaar is. En aangezien visafval wereldwijd wordt geproduceerd, is deze variant een voordelig alternatief voor op aardolie gebaseerde kunststoffen. De toepassingsmogelijkheden zijn divers en nog open. Misschien in de bouw? Bij de productie van huishoudelijke apparaten of in de geneeskunde? We zullen wel zien. Dat is immers het spannende aan nieuwe materialen. Waar ze allemaal ingezet kunnen worden, wordt pas geleidelijk ontdekt.

Concurrent van de maker
De Finse ontwerper Ville Kokkonen zei ooit: “Een ontwerper is altijd tegelijkertijd een onderzoeker in het dagelijkse leven en een futurist”. En de architectuur, zo ziet de in Parijs lesgevende Jana Revedin het, is altijd al een bouwhut geweest, een smeltkroes van verschillende onderzoeksfaciliteiten en een laboratorium voor ondenkbare, onvoorstelbare denk-, vakmanschaps- en constructiemodellen. Architecten en andere vertegenwoordigers van een creatief beroep hebben daarom de taak om, wat Matzig in navolging op de Franse architect Claude-Nicolas Ledoux beschrijft als “Planners die rivalen van de maker worden, doordat ze een belangrijke bijdrage leveren aan het behoud van de schepping”. Als de broeikasgasconcentratie tegen het jaar 2050 tot 80 procent verlaagd moet worden, zoals door de VN-klimaatraad geëist wordt, zal het vooral ook op de oude kunst van het bouwen van huizen aankomen, zegt Matzig. En de kansen dat zij in staat zal zijn om aan deze verantwoordelijkheid te voldoen, zijn niet eens zo slecht in het licht van de vele ontwikkelingen en onderzoeksprojecten.
Durat
Een gebakschaal als kunststofafval? Ziet er beter uit dan het klinkt. Toen de Finse onderneming Durat in 1990 met de productie van minerale materialen begon, had ze het duidelijke doel om een nieuw, duurzaam materiaal te ontwikkelen. Uit dat idee ontstond voor Durat een eenvoudig recept: Een basismix van polyester wordt gemengd met kleine stukjes versnipperd oud plastic uit Zweden en Finland. Voor Durat-Plastic worden uitsluitend natuurlijke pigmenten uit aardkleuren gebruikt. Het aandeel gerecycleerd materiaal bedraagt aan het einde ongeveer 30 procent. Durat en Durat-Palace zijn waterbestendig en zeer robuust - kunnen worden gelijmd, gezaagd, geschroefd of gebogen en worden vaak in natte ruimtes gebruikt voor wasbakken, douches en badkuipen of als tuinmeubilair in de vorm van tafels, stoelen en banken. Voor “Zero Waste Bistro”, een up restaurant van gerecycleerde levensmiddelenverpakkingen, ontstond zelfs servies van Durat-Palace. Alle Durat-producten kunnen aan het einde van hun leven naar de producent terugkeren en volledig gerecycleerd worden.

Urban Terrazzo
“They Feed off Buildings” zijn de uitvinders van Urban Terrazzo. Een design- en architectuurcollectief, dat zich dus richt op gebouwen. Hoe dat gaat? In plaats van de enorme hoeveelheden puin van sloopgebouwen op het vuilstort achter te laten, worden beton, bakstenen en bouwmaterialen fijngemaakt en geslepen. De stukjes belanden dan in een mal met zacht beton - die reeds met gemalen bakstenen gekleurd is. Nadat de tegels zijn gedroogd en geslepen, wordt - wat eens bouwafval was - op vloeren of op badkamermuren als uniek mozaïek zichtbaar.

Pentatonic
“Molecules live forever”, zeggen de meubelmakers en materiaaluitvinders van Pentatonic. Want koffiebekers, colablikjes, shirts of plastic flessen mogen dan een korte gebruiksduur hebben ze kunnen echter opnieuw in vorm worden gebracht en een tweede, derde of vierde leven leiden. Zo ontstaat uit alledaags afval een ademend vilt, een sterk carbontextiel of extreem krasbestendig glas. Designmeubelstukken, servies, textiel ... Pentatonic experimenteert en ontwerpt met alles, wat ons afval te bieden heeft. Uit gesmolten smartphoneglas ontstaat krasvast en vaatwasbestendig servies. Van cocktailroerstaafjes worden barhockers gemaakt. Uit niet meer gebruikte frappuccino-bekers ontstaat een gerecycleerde versie van de bekende Starbucks “Bean-Chair”.

ForRes
Achter een uitvinding zit meestal een behoefte naar iets dat ontbreekt - en het toeval van een ontdekking. Meubelmaker Bernd Duna uit München was al lange tijd op zoek naar een alternatief voor teakhout, dat net zo mooi, robuust en langlevend moest zijn - maar duurzaam. In 2004 bracht deze zoektocht hem naar Hongkong, waar zijn vriend Antonio Siu zijn aandacht op een steiger vestigde. Het materiaal, dat de chemicus zelf ontwikkeld had, zag er weliswaar uit als hout, gedroeg zich echter niet zo. De steiger stond al 10 jaar lang met zijn poten in het water, onaangetast door zout, zon, vocht en weer. Het geheim was een mengsel dat hoofdzakelijk uit rijstvliesjes bestaat. Samen met Antonio Siu experimenteerde Bernd Duna met verschillende recepturen en met als doel de optiek te verbeteren en het productieproces te vereenvoudigen. Drie jaar later presenteerde hij een eerste product onder de naam Resysta - de eerste stoel gemaakt van rijstvliesjes, mineraalolie en steenzout.

Hier stapt Finstral in: met een goed gevoel voor ideeën, waaruit iets gemaakt kan worden. In 2011 ontdekken de raamfabrikanten het niet-rottende, houtachtige meubelmateriaal op een beurs en zien meteen de vele voordelen - maar ook de mogelijkheid, om plastic afval uit de eigen raamproductie te recycleren, versnipperd tot PVC-granulaat, dat oorspronkelijk uit aardolie wordt gewonnen. Zou het lukken, om daaruit samen met de rijstvliesjes een eigen receptvariant te ontwikkelen? Het resultaat moet er net zo natuurlijk uitzien als hout, een warm gevoel overbrengen, moet geëxtrudeerd kunnen worden en mag bij de verwerking niet splinteren. Na ontelbare mislukte pogingen, belastingtests en weersimulaties volgt in 2017 het antwoord, als Finstral de eerste schuifdeuren en wandbekleding uit het innovatieve materiaal introduceert. Het nieuwe materiaal wordt “ForRes” genoemd, een kunstwoord, een samenstelling uit het Engelse voorzetsel “For” en “Recycling” respectievelijk. “Resistent”. Het ligt nu voor de hand om ForRes ook - en als eerste fabrikant ooit - voor ramen te gaan gebruiken. Zijn raamprimeur beleeft ForRes aan de binnenzijde van het raam van het modulaire systeem FIN-Project, als deel van een perfect samengestelde materiaalfamilie: robuust aluminium aan de buitenzijde, isolerende kunststof in de kern en aan de binnenzijde ForRes - warm, bestendig en mooi.

Rijstvliesjes en PVC - erkennen klanten het potentieel van deze unieke combinatie? “Ja, maar langzaam”, zegt Luis Oberrauch, vice-president van Finstral. “De Europese raammarkt is zeer traditioneel en niet iedereen durft in een compleet nieuw materiaal te investeren. Met hout zijn we allemaal opgegroeid, kunststof kennen we al heel lang. Maar een mengsel van rijst en kunststof? Het vergt veel geduld en vertrouwen in het product”. ForRes is extreem robuust en duurzaam, onderhoudsarm en weerbestendig en heeft een natuurlijk, openporig oppervlakte - planners en architecten, die voortdurend met nieuwe en duurzame materialen omgaan, stellen zich snel open voor de esthetische en functionele voordelen. Maar hoe overtuig je de opdrachtgevers? Dat ForRes compleet recycleerbaar is, is weliswaar een goed argument. Maar het besef, dat duurzaamheid begint bij de keuze van de bouwmaterialen, komt langzaam aan op gang.

Zoals bij alle innovaties luidt de strategie van Finstral: erbij blijven. Door de mensen het materiaal te laten voelen, zien en begrijpen,creëer je vertrouwen en vertrouwdheid. “Ons doel”, aldus Luis Oberrauch, is niet de snelle verkoop. We willen een idee promoten, waarvan we overtuigd zijn. En daarmee ook een bijdrage aan een verantwoorde omgang met hulpbronnen leveren. We denken op de lange termijn. Innovaties hebben nu eenmaal tijd nodig”. Deze tijd kan worden gebruikt, om over de vele andere toepassingsgebieden van ForRes na te denken.
Meer minder.
Servies van kunststofafval: Durat-Palace heet het basismengsel van polyester, waaraan kleine stukjes versnipperd oude kunststof toegevoegd zijn.
Meer minder.
Het gebaksbordje van Durat-Palace kan volledig worden gerecycleerd.
Meer minder.
De firma Urban Terrazzo mengt beton met kleingemaakte en geslepen bouwresten: daaruit ontstaan unieke mozaïektegels.
Meer minder.
Uit niet meer gebruikte frappuccino-bekers ontstaat een gerecycleerde versie van de bekende Starbucks “Bean-Chair”.
Meer minder.
Pentatonic experimenteert met alledaags afval. Het resultaat: Design meubelstukken, servies en textiel.
Meer minder.
Rijstvliesjes en PVC: Uit deze beide componenten bestaat het innovatieve materiaal ForRes van Finstral. Het nieuwe materiaal is extreem robuust, duurzaam en weerbestendig.
Meer minder.
Meer minder.
Meer minder.
Nog niet genoeg?
Meer interessante dingen om te lezen vindt u hier.
Wij leven ramen.
Wij leven ramen.
Wij leven ramen.
Een film \ portret van het 50 jaar jubileum van Finstral.
De kunst van het combineren.
De kunst van het combineren.
50 jaar bedrijfsgeschiedenis aan een tafel. Een gesprek over de moed om te innoveren en de toekomst van het raam