Circular Wood for the Neighborhood (CW4N)

Vandaag de dag worden we ons als maatschappij steeds bewuster van de noodzaak om over te gaan van een lineaire naar een circulaire economie, waarin afval niet meer bestaat maar wordt hergebruikt voor nieuwe toepassingen. In dit licht ontwikkelt de bouwsector steeds meer oplossingen voor circulair hergebruik van materialen. Projecten rond circulair gebruik van hout worden door verschillende stakeholders ontwikkeld: woningcorporaties, de bouwsector, steden en kennisinstellingen. Al in 2017 deed TNO samen met partners uit de bouwsector onderzoek naar circulair hergebruik van houten deuren en kozijnen. Uit hun onderzoek bleek dat hergebruik van hout een uitdagend proces is en dat handmatige verwerking te tijdrovend en te duur is. Digitale productietechnieken met industriële robots zouden kunnen helpen bij het vervangen van het handmatige werk dat momenteel nodig is voor het hergebruikproces.

Startpunt voor Circular Wood for the Neighborhoud

Rond 2017 ontwikkelde de HvA de eerste voorbeelden van circulaire toepassingen van afvalhout met behulp van digitale productietechnologieën. Uit gesprekken met woningcorporaties en bouwbedrijven kwam naar voren dat hout een uitdagende afvalstroom is, omdat het sterk varieert in vorm en kwaliteit, en vaak 'besmet' is met metalen (spijkers, scharnieren etc.) en afwerkingsproducten (lak, verf, laminaat, enz). Digitaal ontwerpen en gerobotiseerde productieprocessen (toegepast voor 3D-scannen, sorteren, verwijderen van niet-bruikbare onderdelen, opslag, verwerking, afwerking, en assemblage) kunnen nieuwe mogelijkheden voor hergebruik bieden die anders niet beschikbaar zouden zijn. Deze gedachte vormde het uitgangspunt voor het onderzoeksproject Circular Wood for the Neigborhood.

Onderzoeksvragen

In het onderzoek zijn de volgende vier vragen verkend.

1. Welke verschillende volumes houtafvalstromen zijn er in renovatieprojecten van woningcorporaties te onderscheiden en hoe worden deze momenteel verwerkt?

Onderzoeksmethode: samen met projectpartner Metabolic is een Materiaalstroomanalyse uitgevoerd van een selectie renovatieprojecten van de deelnemende woningcorporaties. Studenten deden mee met veldonderzoeken van lopende verbouwingen in Amsterdam en Almere.

2. Welke oplossingen voor circulair hergebruik kunnen worden ontwikkeld, door gebruik te maken van digitale productietechnologieën?

Onderzoeksmethode: er is onderzoek gedaan naar een reeks productieprocessen om afvalhout te hergebruiken: metaaldetectie en -verwijdering, zagen, frezen, lamineren om grotere houtvolumes te creëren. Om houten elementen aan elkaar te monteren, werden verschillende verbindingssystemen onderzocht (droge verbindingen, deuvels, enz.). Om het potentieel van robotproductie te verkennen, werd hout van lopende renovatieprojecten verzameld en beschikbaar gesteld voor het project.

Middels stages en afstudeerprojecten droegen afstudeerders en stagiairs van de HvA en stagiairs van het HMC (Hout- en Meubileringscollege Amsterdam) bij aan deze ontwikkelingen.

3. Kunnen concrete toepassingen van teruggewonnen hout, bedacht voor specifieke projecten van woningcorporaties, het potentieel aantonen van digitale productie om steden te transformeren in meer circulaire ecosystemen?

Onderzoeksmethode: er zijn drie casestudies uitgevoerd (ontwerp en prototyping):

Casestudy 1: “Eens mijn deur, nu mijn koffietafel” – Een klein, waardevol object voor huurders, gemaakt van geoogst hout vandezelfde woning. Deze casestudy helpt om bij huurders het bewustzijn over maatschappelijke uitdagingen te vergroten en een gevoel van verbondenheid met hun gebouw te creëren. Dit kan zelfs worden versterkt door huurders bij het ontwerp te betrekken.

Casestudy 2: “Eens hun ramen, nu onze speeltuin” – Bij grotere renovatieprojecten kan circulair hout in grotere volumes worden verzameld, omdat er tegelijkertijd veel standaard deuren, deurkozijnen en kozijnen beschikbaar komen. Wat als dat hout gebruikt kan worden om de gemeenschappelijke ruimtes van een gebouw of de openbare ruimte in de buurt op te waarderen? In deze casestudy wordt circulair hout gebruikt om objecten voor een gemeenschap te maken, om het sociale weefsel van huurcomplexen te versterken en huurders te beïnvloeden om zorg te dragen voor hun gemeenschappelijke leefomgeving.

Casestudy 3: “Eens verbrand hout, nu gedeelde waarde” - Geoogst hout van renovaties van gebouwen is er in verschillende volumes en soorten. Wat als er een gedeelde materiaalbank zou kunnen worden georganiseerd om grote hoeveelheden circulair hout uit verschillende bronnen in vast te leggen? Deze casestudy draait om het (digitale) ontwerp en de productie voor van een roomdivider, gemaakt van hout uit deze materiaalbank, dat - op basis van verschillende parameters - aanpasbaar is aan specifieke kamerafmetingen en/of verschillende esthetische keuzes. Dit model kan dus worden toegepast in verschillende gebouwen, door elke aan de materialenbank verbonden woningcorporatie.

4. Wat kan de impact zijn van het gebruik van geoogst hout, voor specifieke houtsoorten en voor specifieke toepassingen? Hoe kan deze impact gemeten worden?

Onderzoeksmethode: speciaal voor het project is een reeks Key Performance Indicators (KPI's) ontwikkeld. In een serie van twee workshops met de partners zijn KPI’s verzameld, wat heeft geleid tot een selectie van de acht meest relevante KPI’s. Om de KPI's te berekenen, werd een op Excel gebaseerde tool ontwikkeld en als grafisch dashboard gepresenteerd. Dit “KPI-framework” werd vervolgens gebruikt om de ecologische, economische en sociale impact van de drie casestudy's te evalueren.

Projectresultaten

Het project werkte aan concrete en tastbare antwoorden op de onderzoeksvragen. Voor de houtinventarisatie is gebruik gemaakt van de actuele gegevens van renovatieprojecten van Ymere en Rochdale. Hout van lopende renovatieprojecten werd geoogst om aan te werken, in het Robotlab van de HvA. Voor de drie cases werden prototypes vervaardigd in het Robotlab, waarmee in de praktijk het potentieel van digitaal ontwerp en robotproductie voor circulaire houttoepassingen werd aangetoond.

Een tentoonstelling van projectbevindingen (met teksten, beeldweergaven, video's, prototypes en AR-modellen op ware grootte) is ontwikkeld en getoond bij de drie publieke organisaties die aan het project zijn verbonden: de gemeente Amsterdam (in de Stadstimmertuin) en op het hoofdkantoor van woningcorporaties Rochdale en Ymere. Rondom de tentoonstelling vonden speciale rondleidingen en georganiseerde bijeenkomsten met groepen projectleiders van de woningcorporaties plaats.

In september 2022 verhuisde de tentoonstelling naar het Jakoba Mulderhuis van de HvA, waar ze tot eind 2022 te zien was en geïntegreerd werd in een aantal publieksevenementen (zoals de officiële opening van het gebouw, de inhuldiging van het nieuwe Robotlab en diverse open dagen).

Conclusies

De slotvraag in het project was: welke strategieën kunnen woningcorporaties toepassen om houtafval uit hun eigen gebouwen te hergebruiken, om zo nuttige circulaire toepassingen te creëren? En wat kunnen gemeentes doen om hergebruik van hout te stimuleren en te helpen vergroten, in hun transitie naar een volledig circulaire economie?

Om deze vragen te beantwoorden zijn met alle projectpartners individuele interviews gehouden. De bevindingen uit deze interviews zijn samengevat in tien kritische aanbevelingen voor woningcorporaties:

1. Creëer bewustzijn

Er zijn niet genoeg grondstoffen voor alle woonwensen: het is belangrijk om bewustzijn te creëren over circulair hout dat beschikbaar komt uit woningen van corporaties. Nu gaan waardevolle materialen verloren.

2. Bouw een database

Bouw een database van materialen die in gebouwen zijn opgeslagen. Het is geld voor de toekomst. Gebruik gemeenschappelijke protocollen voor het inmeten van huidig bezit, en materiaalpaspoorten voor nieuwbouw.

3. Onderzoek de gebouwen

Verken digitale technologieën om gebouwen te onderzoeken vóór renovatie of sloop. Inspecties kunnen duurzame oplossingen helpen implementeren (zoals reparatie vs. volledige vervanging), of gegevens opleveren over toekomstig beschikbaar hout.

4. Organiseer samenwerking

Organiseer samenwerking tussen corporaties, hun co-creators en andere partijen in de waardeketen, zodat er voldoende circulair hout vrij komt voor toepassingen, en de verwerkingskosten daarvan met elkaar gedragen kunnen worden.

5. Realiseer pilots

Creëer grote pilots, waarbij meerdere gebouwen en zelfs verschillende corporaties betrokken zijn. Test een gedeelde materiaalbank en applicaties op voldoende grote schaal om digitale productie een echte gamechanger te maken.

6. Burgers informeren en betrekken

Neem met pilots een voortrekkersrol en informeer en betrek burgers over circulariteit en duurzaamheid in hun directe omgeving. Dit kan helpen bij het onderhandelen over flexibelere regelgeving voor circulaire toepassingen.

7. Onderzoek alternatieve bedrijfsmodellen

Verken alternatieve businessmodellen, gebaseerd op circulaire waarden en financiële kansen verbonden aan circulair hout. Realiseer een verschuiving van ‘geld betalen voor te verwijderen hout’ naar ‘geld verdienen met hout dat beschikbaar is’.

8. Automatiseer houtverwerking

Investeer in automatisering voor circulaire houtverwerking en pas digitale ontwerp- en productieprocessen toe. Dit zal de nodige vruchten afwerpen, gezien de prijsstijgingen van nieuw hout en het tekort aan geschoolde arbeiders.

9. Gebruik parametrische ontwerpsystemen

Gebruik parametrische ontwerpsystemen die aanpasbaar zijn aan het beschikbare hout en verschillende bouwtypologieën. Zelfs als materiaalinvoer en afmetingen van producten enigszins veranderen, kunnen ontwerp-/productiekosten vrijwel onaangetast blijven.

10. Onderzoek certificatieschema's

Onderzoek de hiaten en beperkingen van de huidige certificeringsschema's voor 'nieuwe' versus 'circulaire' bouwcomponenten. Aan welke eisen - gerelateerd aan materiaalkwaliteit, veiligheid en duurzaamheid - kan circulair hout voldoen?

Contact