Biobased bouwen

Negatieve impact op het klimaat van de huidige bouwsector  

De bouwsector gebruikt nu enorme hoeveelheden cement, staal en steen. De productie van die materialen vergt gigantisch veel fossiele energie door het verbranden van aardolie, kolen of gas, wat leidt tot aanzienlijke emissies van broeikasgassen. Zo wordt bijvoorbeeld bij elke ton cement maar liefst 0,8 ton CO₂ geproduceerd.

In 2019 was de globale uitstoot van fossiele brandstoffen en cement productie 36 miljard ton CO₂. Bijna 4 keer zo hoog als in 1960.

De bouwsector is verantwoordelijk voor circa 38% van de globale CO₂–emissies. Alleen al de uitstoot van het materiaalgebruik bedraagt 11% van de globale CO₂-uitstoot. In het rapport Carbon Based Design stond het helder: “Zelfs als alle toekomstige woningen volgens de huidige afspraken, BENG (Bijna Energieneutraal Gebouw) en vier procent emissiereductie in de industrie, gebouwd worden, zal het CO₂-budget voor de bouw (bij een 1,5 graad opwarmingsscenario) in 2026 op zijn.” Als we blijven bouwen met bouwmaterialen van (fossiele) uitputbare grondstoffen, die enorm veel CO2 uitstoten tijdens de productie, dan zijn de klimaatdoelen simpelweg niet haalbaar.

Potentiële rol in de landbouwtransitie

Landbouwgewassen zoals vlas, hennep en lisdodde kunnen als biobased bouwmateriaal dienen, bijvoorbeeld als natuurlijk isolatiemateriaal (verderop meer hierover). Het verbouwen hiervan kan een bijdrage leveren aan de landbouwtransitie. De gehele visie van Urgenda voor de landbouwtransitie is terug te vinden in Landinzicht.

In het kort: als de Nederlandse landbouw zich focust op de Nederlandse voedselvoorziening op eigen grond, dan kan veel landbouwgrond vrijgespeeld worden. Deze grond kan voor allerlei doeleinden gebruikt worden, bijvoorbeeld natuurherstel, maar ook voor het verbouwen van deze landbouwgewassen als basis voor biobased bouwmaterialen. Hier ligt een grote kans om een positieve bijdrage te leveren aan zowel de bouwsector als de landbouwtransitie vanwege de stijgende vraag naar bouwmaterialen in combinatie met de CO₂-opslag van deze landbouwgewassen in gebouwen.

Wat zijn de voordelen van biobased bouwen?

Biobased bouwmaterialen hebben enorm veel voordelen ten opzichte van onze conventionele bouwmaterialen zoals staal, beton en steen. De belangrijkste voordelen zijn:

Hernieuwbare en oneindige bron van materiaal

Grondstoffen voor biobased bouwmaterialen groeien op relatief korte termijn terug en hebben daardoor de potentie om als oneindige bron voor bouwmaterialen te dienen.

Langjarige CO₂-opslag in gebouwen

Veel biobased materialen zoals hout, hennep of vlas slaan enorm veel CO₂ op uit de atmosfeer tijdens hun groei . Ze kunnen als langjarige CO₂-opslag dienen wanneer ze als bouwmateriaal gebruikt worden in gebouwen. Een voorbeeld: een rijtjeswoning van 100 m2 met regulier materiaal zoals beton en cement stoot 30 tot 40 ton CO₂ uit, terwijl dezelfde woning met prefab stropanelen (HSB-stro) juist 100 ton CO₂ opslaat. Lees hier verder: ‘Zo bouwen we binnen ons CO₂-budget‘

Lichtere materialen met een lagere uitstoot

Hout is een relatief licht bouwmateriaal, zeker in vergekijking met staal of beton. Alleen dat al brengt enorm veel voordelen met zich mee:

1. Er is voor een gebouw uit hout minder massa aan materiaal nodig dan een gebouw van staal, beton of baksteen en dus zijn er in verhouding minder grondstoffen nodig;
2. Minder gewicht betekent minder uitstoot in het gehele proces (grondstofwinning, verwerking, fabricage, vervoer, op de bouwplaats) wat leidt tot wel 50% minder CO₂-uitstoot in vergelijking met conventionele (fossiele) bouwmaterialen.

Lagere embodied energy

Biobased bouwmaterialen hebben door de CO₂-opslag in het materiaal en de lagere CO2-uitstoot tijdens het productie- en bouwproces een lagere ‘Embodied Energy’ dan non-biobased bouwmaterialen. Dit is de totale hoeveelheid energie die het kost om het materiaal te maken, van grondstofwinning tot eindproduct in het gebouw.

Betere milieu- en comfortprestaties:

Biobased materialen scoren beter dan non-biobased materialen op energie- en milieu-indicatoren voor bouwmaterialen. Zo hebben ze over het algemeen een betere regulatie van warmte en vocht (minder pieken en dalen), akoestiek en trillingsabsoptie. Dit zorgt voor een prettiger binnenklimaat en hoger comfort.

Beter voor de gezondheid

Biobased materialen zijn beter voor de gezondheid. Ze komen van natuurlijke bronnen en bevatten geen schadelijke stofdeeltjes of gassen die tijdens de productie en bouw vrijkomen. In tegenstelling tot sommige conventionele bouwmaterialen, zoals glas- en steenwol waar schadelijke vezels vanaf kunnen komen tijdens de verwerking of het vrijkomen van formaldehyde (een gas dat ademhalingsproblemen kan veroorzaken) tijdens en na de instalatie van isolatieschuim. Dit maakt biobased bouwmaterialen ook veiliger op de bouwplaats zelf.

Herbruikbaar, recyclebaar en uiteindelijk composteerbaar

Biobased materialen zijn over het algemeen goed herbruikbaar en recyclebaar, mits ze niet te veel bewerkt zijn, zoals verlijmd of verzaagd. Omdat ze van natuurlijke bronnen komen, kunnen ze aan het einde van hun levensduur als compost terug de natuur in.

Voorbeelden van biobased bouwmaterialen

Hout

Hout is het meest bekende en gebruikte biobased materiaal. Het is een zeer goed materiaal voor de constructie van een gebouw in de vorm van houtskeletbouw (een frame van houten balken, kolommen en spanten) of massieve houtbouw (massieve houten muren, vloeren en daken), vaak in de vorm van CLT (Cross Laminated Timber). Je ziet hout ook veel terug als gevelbekleding, maar ook als isolatie (in de vorm van houtsnippers).

Aandachtspunt: Vanwege de beperkte ruimte in Nederland is grootschalige houtproductie uit onze bossen niet haalbaar en daarom halen we het merendeel van ons hout uit het buitenland. Het is daarom raadzaam om slim om te gaan met het beperkte aanbod aan hout uit Nederland en hout uit het buitenland zo dichtbij en zo duurzaam beheerd mogelijk te halen.

Hennep

Hennep is een primair landbouwgewas en zeer geschikt als bouwmateriaal. Het groeit enorm snel waardoor meerdere oogsten per jaar mogelijk zijn, het groeit praktisch overal, heeft gigantisch sterke vezels en slaat CO₂ op tijdens de groei (13,5 ton CO₂ per hectare). Daarnaast levert 1 hectare hennep vier keer zoveel biomassa op als 1 hectare bos. De mogelijkheden als bouwmateriaal zijn veelzijdig. Het kan als isolatiemateriaal gebruikt worden, maar ook als vervanging voor beton. Kalkhennep of hennepbeton wordt gemaakt door de vezels te binden met kalk en te laten uitharden. Het kan net als beton in een mal gegoten worden, gespoten worden, als bouwstenen worden gestapeld of verwerkt worden in prefab wanden.

Vlas

Vlas wordt al sinds jaar en dag gebruikt om linnen mee te maken. Het is ook uitermate geschikt als bouwmateriaal; je kunt er plaatmateriaal, isolatie en zelfs verf van maken of verwerken in beton. De sterke vezels en goed isolerende werking maken het een zeer veelzijdig materiaal met allerlei toepassingen.

Lisdodde

Lisdodde is wederom een primair landbouwgewas en wordt met name gebruikt als isolatiemateriaal. Het heeft uitstekende isolerende eigenschappen.

Miscanthus (olifantsgras)

Miscanthus, ook wel olifantsgras genoemd, is gras dat tot wel 4 meter hoog groeit. Net als vlas, lisdodde en hennep kan het uitstekend gebruikt worden als isolatiemateriaal of verwerkt worden in plaatmateriaal en zelfs constructieve onderdelen. Een groot voordeel van miscanthus is dat het een categorie C4-plant is, wat betekent dat het efficiënter koolstofdioxide uit de atmosfeer opneemt dan andere planten.

Stro

Stro is een restproduct van de akkerbouw. Het is lichtgewicht, goed isolerend, biologisch afbreekbaar, kost weinig energie om te verwerken en slaat CO₂ op tijdens de groei. Stro kan worden toegepast als isolatie in muren (denk aan strobalen gestapeld in een houten frame), maar ook in combinatie met leem als constructieve bouwsteen dienen. Het is goedkoop, in ruime mate aanwezig in Nederland waardoor de uitstoot van transport zeer laag is.

Gestampte aarde

Gestampte aarde is een eeuwenoud bouwmateriaal. Het wordt ook wel stampleem of leemmassiefbouw genoemd. Zand, klei en /of gravel worden samen met kalk in een mal gegoten en samengeperst tot een bouwsteen zoals een wand of vloerelement. Het moet lange tijd uitharden, waardoor het stabiliteit en drukkracht krijgt. In feite wordt het een baksteen, zonder dat het gebakken hoeft te worden, wat scheelt in CO₂-uitstoot. Het heeft uitstekende thermische en vochtregulerende eigenschappen, de grondstoffen kunnen in Nederland gewonnen worden en het kan aan het einde van de levensduur terug de natuur in.

Leemsteen

Leemsteen is zeer vergelijkbaar met stampleem. Klei of aarde worden gemengd met natuurlijke vezels, zoals stro of zaagsel en in een mail geduwd. Dit hard uit tot een soort baksteen, zonder dat het gebakken hoeft te worden. Het kan prima in een niet-dragende wand toegepast worden, en in sommige situaties zelf als dragende constructie (hoewel het minder draagkracht heeft dan baksteen). Ook leemsteen heeft uitstekende thermische regulatie waardoor het in de zomer overdag koel blijft en ’s nachts de opwarming gedurende de dag weer afgeeft. De grondstoffen voor leemsteen zijn in grote mate in Nederland aanwezig.

Ontwikkeling en innovatie biobased bouwmaterialen

Innovaties op het gebied van biobased bouwmaterialen gaan razendsnel. Zo worden er in rap tempo nieuwe materialen ontwikkeld op basis van schimmels, algen en biomassa-afvalstromen. Er wordt onderzoek gedaan naar mycelium (schimmels) als bouwmateriaal en er worden biobased composieten, zoals biobased beton, ontwikkeld die door middel van een 3D-printer in allerlei vormen en maten gespoten kunnen worden.

• Material District is een digitaal platform waarop veel van deze nieuwe en innovatieve biobased materialen gedeeld worden;
• ORGA Architecten maakten een mooi overzicht van de de Top 7 biobased bouwmethoden;
• Op de website van Duurzaam Gebouwd staat uitgebreide informatie over de hier besproken biobased bouwmaterialen.

Voorbeelden biobased pioniers

Producenten en bouwers

• Dun Agro is een Groningse pionier die hennep zelf verbouwt en daar ook volledige hennephuizen van maakt. Met zijn fabriek en landbouwgrond kan hij 500 prefab hennephuizen maken van 1.100 hectare hennep. Dat is 2,2 hectare per huis.
• Bouwgroep Dijkstra Draisma (BGDD) uit Friesland maakt isolatiemateriaal uit lisdodde. Ze verbouwen het op veenweidegebieden in Friesland door de waterstand te verhogen, waardoor 20 ton CO₂-uitstoot per hectare wordt voorkomen. Lisdodde slaat zelf ook nog eens 6 à 8 ton CO₂ per hectare op.
• Pyt en Rika Sipma telen vlas op hun biologische boerderij Timpelsteed in Friesland. In 2020 begonnen ze met een halve hectare. In 2024 was dit al 65 hectare vlas, geoogst in Noord-Friesland en Noord-Groningen. Het vlas wordt verwerkt tot linnen voor kleding, maar kan ook uitstekend worden gebruikt als bouwmateriaal.
• In het voorjaar van 2024 startte Reind Fokkens met de teelt van miscanthus, ook wel olifantengras genoemd. Zijn doel is om miscanthus in te zetten als biobased bouwmateriaal en zo bij te dragen aan de circulaire landbouw economie.
• Niels en Kristian hebben het bedrijf Prefab Strobouw opgericht om bouwen met stro weer gangbaar te maken in de moderne bouw. Ze maken huizen van prefab houten elementen, gevuld met stro (een uitstekend isolatiemateriaal). ·
• Hempflax is een Nederlands bedrijf dat hun hennepteelt als ‘carbon credits‘ verhandelt; een manier van CO₂-compensatie. Op deze manier kan het telen van dit soort gewassen een interessante business case worden door de koolstof opslag geldwaarde te geven

Voorbeelden van bouwprojecten met biobased materialen

In Nieuwehorne heeft GreenInclusive een biobased voorbeeldwoning gemaakt. De constructie is opgebouwd uit houten prefab elementen, de isolatie is van lokaal geproduceerde vezelhennep, het interieur van restmateriaal en een innovatief watersysteem zorgt ervoor dat het water tweemaal gebruikt wordt. De hoge isolatiewaarde, i.c.m. een warmtepomp, zonnepanelen en een groen dak, resulteert in een energieneutraal huis.

In Negenoord (België) heeft De Gouden Liniaal Architecten een uitkijktoren ontworpen, gemaakt uit stampleem; een combinatie van aarde, leem en grind, ontgonnen uit de naastgelegen Maasvallei.

Het Tij vogelobservatorium in Stellendam van RO&AD en RAU is gemaakt van zo veel mogelijk biobased, lokale en hergebruikte materialen en compleet demontabel. De houten constructie kan uit elkaar gehaald worden en hergebruikt. Het dak is bekleed met riet uit de omgeving. De toegangstunnel is gemaakt van hergebruikte lokale meerpalen en steenschotten.

Van Caimere Architecten heeft in Geraardsbergen (Belgie) een woning uit kalkhennep gebouwd. De muren zijn gemaakt door kalkhennep in mallen te gieten. Het interieur is circulair en gemaakt van sloophout.

Aanbevelingen

Alternatieven voor nieuwbouw

Volgens circulaire principes is de eerste stap altijd zo min mogelijk nieuw bouwen met zo min mogelijk nieuwe materialen. Het liefst ook bouwen met toekomstig hergebruik is gedachte. Ons CO₂-budget is al bijna op, dus hoe minder we uitstoten, hoe beter. Zoals vermeld, wil de overheid tot 2030 900.000 nieuwe woningen realiseren. Vanuit circulair perspectief moeten we ons eerst afvragen: is zo’n grote bouwopgave écht nodig en is nieuwbouw de oplossing? Platform Woonopgave is een groep ontwerpers en experts die hebben geanalyseerd dat we zeker geen 900.000 nieuwe woningen nodig hebben.32 Het leidt tot te veel CO₂-uitstoot en we moeten ons ook afvragen of we wel overal moeten (willen) bouwen, zoals te laaggelegen gebieden die kwetsbaar zijn voor klimaatverandering.

Platform Woonopgave analyseert:

• Binnen de bestaande voorraad woningen is nog ruimte voor 3 miljoen mensen. Dit komt vooral doordat een grote groep ouderen (te) groot woont, maar nu geen alternatief ziet;
• Er staat nog 39 km2 aan gebouwen leeg waar ruimte is voor zo’n 500.000 woningen en er komt de komende jaren nog meer leegstand bij;
• Door slim ruimtegebruik kunnen we veel meer mensen een woonplek geven. Zo wordt er nu veel gebouwd voor gezinnen, terwijl het juist alleenstaanden of koppels zijn die woonruimte zoeken. We kunnen nog steeds veel meer verdichten in bestaand stedelijk gebied in plaats van een nieuwe polder vol te bouwen.

Kortom: we moeten eerst naar kansen in de verdeling van de huidige woningvoorraad kijken en de ruimte die we in bestaande gebouwen hebben benutten voordat we nieuwbouw als de oplossing aangrijpen. Zoals aangetoond, heeft hieuwbouw ook een gigantische negatieve impact op het klimaat, veel meer dan hergebruik van bestaande gebouwen.

Verminder de vraag naar (nieuwe) bouwmaterialen

In het verlengde van minder nieuwbouw, ligt uiteraard een verminderde vraag naar bouwmaterialen. Deze kan beperkt worden door:

• Delen van gebouwen, en vrijgekomen bouwmaterialen zoveel mogelijk 1 op 1 het te gebruiken door ze te renoveren of op te knappen;
• Wanneer hergebruik niet mogelijk is, deze bouwmaterialen zoveel mogelijk te recyclen;
• Nieuwe bouwmaterialen te produceren uit afvalstoffen.

Beste manier van biobased bouwen

Wanneer nieuwe bouwmaterialen toch noodzakelijk zijn, dan raden we aan om zoveel mogelijk biobased materialen te gebruiken. Met als uitgangspunten:

1. Zo veel mogelijk snelgroeiende gewassen benutten, zoals hennep, miscanthus en vlas en restproducten zoals stro. Eventueel in combinatie met houtbouw (hierbij heeft houtskeletbouw de voorkeur boven massieve houtbouw vanwege het lagere gewicht en materiaalgebruik);
2. Tot 7 verdiepingen bouwen, want dat nu mogelijk met houtskeletbouw. Met massieve houtbouw kun overigens tot wel 22 verdiepingen bouwen;
3. Zo lokaal mogelijk biobased grondstoffen en materialen gebruiken.

Stimuleren biobased materialen door de overheid

Niet alleen in de woningbouw, maar ook bij infrastructurele projecten wordt nog veel gebruik gemaakt van conventionele (fossiele) grondstoffen. Zo wordt bij de bouw van infrastructurele werken het meest gebruik gemaakt van grind, zand, beton, asfalt, baksteen en staal en nauwelijks van biobased materialen. Slechts 8% (186 kton per jaar) van het hout dat in de bouwsector gebruikt wordt, komt terecht bij de bouw van infrastructuur. Hier kan de overheid een belangrijke taak in hebben door biobased materialen voorrang te geven of voor te schrijven om bij te dragen aan de circulaire economie.

Klimaat en energie

KOM IN ACTIE