Je deur wordt een tafel: hout van renovatie terug naar bewoners

Binnen HvA onderzoekt de Digital Production Research Group hoe geavanceerde technologieën zoals computational design en robotic production kunnen bijdragen aan de circulaire transitie. De groep werkt momenteel samen met vele projectpartners aan de ontwikkeling van nieuwe toepassingen voor circulaire materialen, waaronder afval- en resthout. Zo ook in Circular Wood for the Neighborhood. ‘In dit project hebben we ons gericht op de technische uitdagingen die komen kijken bij het werken met afvalhout’, vertelt projectmanager Tony Schoen. ‘Hoeveel hout komt er vrij bij woningrenovaties en wat is de kwaliteit daarvan? Hoe kun je het hout zo efficiënt mogelijk hergebruiken? Om dit te onderzoeken hebben we drie toepassingscases bedacht en verschillende prototypes ontwikkeld.'

Om wat voor objecten gaat het?

Malé-Alemany: ‘In de eerste casestudy hebben we deuren uit een klein renovatieproject, bestaande uit een groep individuele huizen, gebruikt om een koffietafel te maken. Het idee hierachter is dat alle huurders na de renovatie hun eigen deur terugkrijgen in de vorm van een nieuw, circulair object voor hun huis. Dit object maakt de circulaire gedachte heel tastbaar. In de tweede casestudy staat een veel groter renovatieproject centraal, waar van het hout een gemeenschappelijk object voor alle bewoners kan worden gemaakt. Bij zo’n renovatie komt er veel hout vrij, wat je kunt teruggeven aan alle huurders in de vorm van een waardevol object voor de openbare ruimte, zoals een klein paviljoen of een speeltoestel. Je zou het object zelfs samen met bewoners kunnen ontwerpen en in elkaar kunnen zetten, om zo de betrokkenheid bij de buurt te vergroten. De derde casestudy verkent een nog groter perspectief: de samenwerking tussen meerdere woningcorporaties, die hout uit verschillende projecten delen. Samen kunnen ze een materiaalbank creëren, die ervoor zorgt dat er hout beschikbaar is wanneer dat nodig is bij andere renovaties. Voor deze casestudie hebben we een systeem van kamerschermen ontworpen, dat kan worden aangepast aan elke ruimte, door de hoogte en lengte van ons digitale model aan te passen. Het systeem komt tot stand op basis van het hout dat in de materiaalbank beschikbaar is.’

Welke rol speelden digitale ontwerptechnieken bij het maken van de drie objecten?

Schoen: 'De ontwerpen zijn digitaal gemaakt en de productie is met industriële robots gedaan. De eerste stap was het invoeren van alle stukken bruikbaar hout in een database. Vervolgens hebben we met behulp van algoritmen een ontwerpscript ontwikkeld dat toegang heeft tot de database. Je kunt de computer daarvoor een basisvorm meegeven, zoals een tafeltje. Ook kun je een aantal eisen invoeren: het object moet bijvoorbeeld pootjes hebben, niet groter zijn dan vijftig centimeter, en bestaan uit een bepaald soort verbindingen tussen de houtstukken. Daarna zoekt het algoritme in de database naar het beschikbare hout, berekent hoe het de stukken het best kan plaatsen en komt tot een ontwerp. We hebben software geschreven die virtuele 3D-objecten kan genereren en die instructies naar de robots kan sturen om het ontwerp vervolgens te produceren in het lab. De robot maakt op de juiste plekken inkepingen in de stukken hout, zodat alle afzonderlijke delen van het ontwerp uiteindelijk precies in elkaar passen. Alleen het in elkaar zetten van het object is mensenwerk.’

Welke uitdagingen kwamen er bij dit project kijken?

Schoen: ‘Het bleek om meerdere redenen lastig om renovatieprojecten te koppelen aan ons onderzoek. Ten eerste wil de planning nog wel eens verschuiven. Zo is een van de renovatieprojecten waaruit we hout zouden krijgen pas veel later gestart, waardoor we het materiaal niet op tijd konden ontvangen. Daarnaast merkten we dat woningcorporaties lang niet altijd informatie hebben over de beschikbaarheid van afvalhout binnen hun projecten. Dan had onze contactpersoon bijvoorbeeld niet de juiste gegevens, waardoor we aan een project werden gekoppeld dat geen hout bleek op te leveren. Dat is dan ook een van de belangrijkste lessen van dit onderzoek: als we hout van woningrenovaties willen hergebruiken, is het van belang dat corporaties een duidelijk beeld hebben van het gebruikte materiaal in hun projecten. Er is dus een standaardproces nodig voor de inventarisatie van afvalhout bij renovatieprojecten.’

Malé-Alemany: ‘Bij nieuwe woningbouwprojecten, waarbij wordt gewerkt met BIM-ondersteuning (Building Information Modelling) en bekende materiaalpaspoorten, is die informatie er al wel. Alleen zijn deze projecten pas over vijftig jaar aan renovatie toe. Dat levert een vreemde tegenstelling op. Hoewel vooral oudere woningen hout van hoge kwaliteit bevatten dat zeer geschikt is voor hergebruik, is er vaak nauwelijks informatie over de hoeveelheid en het soort materialen die ze bevatten. Terwijl in nieuwe woningen vaak hout van mindere kwaliteit is gebruikt, maar daarvan wél goed is gedocumenteerd om welk materiaal het gaat.’

Zien jullie ondanks deze uitdagingen een toekomst voor het hergebruik van afvalhout?

Malé-Alemany: 'Absoluut! Alle partners in het project zien, net als wij, de mogelijkheden van het winnen van hout uit woningrenovaties, en het verkennen van circulaire toepassingen met digitale productie. Wel is het duidelijk dat er meer samenwerking nodig is met andere partijen in de keten om het hergebruik tot een succes te maken, en dat ze de technologische investering moeten delen om een zo hoogwaardig mogelijk hergebruik te realiseren. Wat kunnen zij met het hout? En hoe kan iedereen in de keten profiteren van die toegevoegde waarde? Die vragen gaan we onderzoeken in volgende projecten.'

Schoen: ‘We zien meerdere scenario's voor een waardevol hergebruik van afvalhout. Je kunt het, zoals wij hebben laten zien in dit project, op lokale schaal hergebruiken om producten te maken voor huurders van gerenoveerde huizen. Door circulair gebruik op lokaal niveau creëer je objecten met een verhaal dat verbonden is met de materiaalbron, waardoor ze een grote toegevoegde waarde hebben. De tegenovergestelde optie is om op grote schaal te denken, door hout van zeer grote renovatieprojecten om te zetten in halffabricaten voor de bouwindustrie. In dat geval wordt het hout gewonnen volgens een standaardmethode en verwerkt in een grote fabriek, waardoor het opnieuw kan worden gebruikt als materiaal voor alle toepassingen, binnen de bouw of elke andere houtgerelateerde sector. Bij grote projecten is zo’n methode veel makkelijker toe te passen dan bij kleinere renovaties.’

Malé-Alemany: ‘Als Robot Lab spelen wij bewust een rol bij beide bewegingen. Ze hebben namelijk allebei hun voordelen en sluiten elkaar niet uit. Integendeel zelfs. Voor beide scenario’s geldt: hoe meer digitale technologieën je gebruikt bij de inname en verwerking van afvalhout, hoe groter de kans is dat je hout efficiënt kunt hergebruiken op een manier waarmee je het meeste waarde kunt toevoegen. En dat is waar het uiteindelijk om draait: technologie toepassen voor een duurzamere toekomst.’