De milieu-impact van hout

Het doordachte gebruik van grondstoffen, de rationalisering van het energieverbruik en de circulaire economie zijn thema’s die het onderwerp uitmaken van de politieke en milieudiscussies van vandaag.

In het licht van de huidige klimaatontregeling, is het immers noodzakelijk om snel te handelen om de impact van de uitspattingen en verwaarlozingen van de samenleving op het milieu en de gezondheid te beperken.  

De Europese bouwsector staat voor 25 miljard m² gebouwen waarvan 75 % woningen. 40 % van de gebouwen werd bovendien vóór 1960 opgetrokken [1]. Deze sector verbruikt enorm veel energie en grondstoffen. Er is dus nog veel ruimte voor verbetering in de bouwsector, zowel op het gebied van de uitstoot van broeikasgassen als op het vlak van het gebruik van grondstoffen.

Los van de financiële aspecten die doorgaans primeren bij het ontwerp van gebouwen, worden de bouwheren en de uitvoerders steeds vaker geconfronteerd met de milieugevolgen van hun materiaalkeuzes. De objectieve vergelijking van deze materialen is vaak erg moeilijk, maar er bestaan tools die door de objectivering van de producteigenschappen op milieuvlak de beslissingen vergemakkelijken en de onderlinge vergelijking mogelijk maken.

[1] European Conference On Sustainable Renovation Of Buildings (2012) – Formation Construction Bois

De levenscyclusanalyse (LCA)

 

Figuur 1 : Levenscyclusfasen van een bouwmateriaal (Bron: Opleiding Construction Bois UCL – Architecture et Climat)

 

Om de impact van een materiaal op het milieu te achterhalen, is het interessant om zijn levenscyclus (Figuur 1) te bestuderen en te analyseren om een vergelijking te kunnen maken met andere materialen. De LCA helpt de milieu-impact van een product te identificeren. Volgens de ISO 14040 norm « behandelt de levenscyclusanalyse de milieuaspecten en de mogelijke milieu-impact gedurende de levenscyclus van een product, de aankoop van grondstoffen bij de productie, het gebruik, de verwerking aan het levenseinde van een product, de recyclage en de afvalverwerking ». Deze opeenvolgende stappen worden in norm 15978 in 4 modules geherdefinieerd met een bijkomende module voor het hergebruik van materialen (Figuur 2).

Figuur 2 : Levenscyclusfasen van een bouwmateriaal en systeemgrenzen volgens de norm EN 15978:2011

Volgens de in de studie in aanmerking genomen stappen en bijgevolg de gedefinieerde beperkingen, bestaan er verschillende types LCA’s (Figuur 2):

    • Cradle to gate (van de wieg tot poort);
    • Cradle to grave (van wieg tot graf);
    • Cradle to cradle (van wieg tot wieg).

Normkader 

Om de verwezenlijkingen van de LCA en EPD te harmoniseren en te promoten, werden internationale normen vastgelegd. De normen die het algemene kader van LCA en EPD vastleggen zijn :

      • ISO 14040:2006 & 14040 :2006/A1 :2020: Environmental Management – Life Cycle Assessment – Principles and framework ;
      • ISO 14044:2006 &14044:2006/A1:2018 & 14044:2006/A2:2020: Environmental Management – Life Cycle Assessment – Requirements and guidelines ;
      • ISO 14025:2006: Environmental labels and Declarations – Type III Environmental Declarations – Principles and procedures.

Daarnaast bestaan er specifieke bouwproductnormen :

      • NBN EN 15804:2012 + A2:2019/AC :2021: Bijdrage van bouwwerken aan de duurzame ontwikkeling – Milieuproductverklaringen – Regels die de categorieën van bouwproducten bepalen;
      • NBN/DTD B 08-001 :2017 en aanvullende regels (BE-EPD). Sustainability of constructions works – Environmental product declarations – Core rules for the product category of construction products – National supplement to NBN EN 15804+A1:2014

En tot slot een laatste Europese norm die eigen is aan houtproducten :

      • NBN EN 16485 :2014: Rondhout en gezaagd hout – Milieuproductverklaringen    – Basisregels voor de productgroepen houtproducten en op hout gebaseerde producten voor gebruik in de bouw.

De milieuproductverklaring (MPV)

Een milieuproductverklaring (MPV) of Environmental Product Declaration (EPD) is een « schriftelijke verklaring die kwantificeerbare informatie bevat met betrekking tot het geheel van indicatoren die van toepassing zijn op de milieu-impact en de aanvullende informatie op basis van een levenscyclusanalyse volgens de NBN ISO 14044 norm » [1]. Een functionele eenheid (1 m³ van het bestudeerde product bijvoorbeeld) wordt bepaald om twee producten te kunnen vergelijken. De EPD kan betrekking hebben op het product van een bepaalde onderneming (individuele EPD) of kan slaan op eenzelfde product dat door verschillende actoren op de markt wordt gebracht. Er is dan sprake van een collectieve EPD.

In België voorziet het Koninklijk besluit van 22 mei 2014 in de oprichting van een federale databank voor milieuproductverklaringen en bepaalt het meerdere regels die eigen zijn aan een EPD-programma, dat « Belgisch EPD-programma » of kortweg B-EPD werd gedoopt.  De EPD dient door een derde persoon gecontroleerd te worden (een lijst werd door de FOD Volksgezondheid opgesteld). Nadat de EPD gecontroleerd en gevalideerd is, wordt ze op de site www.environmentalproductdeclarations.eu gepubliceerd. De EPD is (vanaf de opstelling) 5 jaar geldig.

In Frankrijk heet het equivalent van de EPD de « Fiche de déclaration environnementale et sanitaire (FDES).” De website DE-bois, opgezet door het technologisch instituut FCBA (onder het mandaat van CODIFAB), maakt het mogelijk om op een eenvoudige manier een collectieve of individuele FDES te verkrijgen. Alle bestaande FDES zijn in de databank INIES opgenomen.

[1] TOTEM – Le Guide – Une méthodologie belge pour évaluer les impacts environnementaux des bâtiments, 2020

De TOTEM-tool

Wallonië, Vlaanderen en het Brusselse Gewest hebben een tool ontwikkeld om de milieu-impact van bouwmaterialen te evalueren: de TOTEM-tool (Tool to Optimise the Total Environmental impact of Materials) waarvan het gebruik (net als van het EPC) op termijn verplicht wordt. Deze tool is gebaseerd op levenscyclusanalyses (LCA’s) van materialen die worden samengevat in de vorm van milieuproductverklaringen (MPV’s of EPD’s in het Engels). Op dit moment zijn de gebruikte referentiegegevens afkomstig van de Zwitserse databank Eco-Invent.

Het is een goede referentie en een uitstekende vertrekbasis die echter haar beperkingen heeft. Zo is, wat de houtsector en in algemenere zin de biogebaseerde producten betreft, de Zwitserse situatie verschillend van de situatie in België! De verscheidenheid aan materialen verandert bovendien zodanig dat de TOTEM-tool niet alle informatie betreffende deze nieuwe producten kan bevatten en soms haastige conclusies trekt. De tool ging er bijvoorbeeld systematisch van uit dat houten gevelbekledingen een beschermingsbehandeling hadden ondergaan, waardoor ze slechter scoorden terwijl gevelbekledingen maar erg zelden behandeld worden. Een kritische kijk op de resultaten is dus noodzakelijk!

Buiten de verwijzing naar Eco-Invent dat voor de TOTEM-tool werd geselecteerd, wordt het systeem echter verondersteld betrekkelijk open en voor verandering vatbaar te zijn. Dit houdt in dat de beheerteams van de tool geüpdatete of meer realistische gegevens kunnen integreren als men hen het wetenschappelijke bewijs van de milieuwaarden van de materialen aanreikt. Praktisch gezien kan een groep ondernemers die een gelijkaardig product fabriceert samenwerken om voor dit product een collectieve EPD in te dienen als ze van oordeel zijn dat de resultaten vanuit milieuoogpunt interessanter zijn dan de standaardwaarden die in de databank van Eco-Invent staan opgenomen, als ze tenminste bestaan. Dit was bijvoorbeeld het geval in 2020 op initiatief van Hout Info Bois en het Office Économique Wallon du Bois voor de Belgische producenten van gelijmd-gelamelleerde balken (document hier downloaden). Eén enkel bedrijf kan dezelfde actie ondernemen als het van mening is dat zijn product qua milieugewicht performanter is dan de gemiddelde waarde van een groep bedrijven of de waarden van Eco-Invent.

Concreet is de TOTEM-tool een digitale interface die voor iedereen na eenvoudige inschrijving gratis toegankelijk is. De betrokken partners zijn OVAM (Vlaams Gewest), Leefmilieu Brussel (Brussels Hoodstedelijk Gewest) en de Service Public de Wallonie (Waals Gewest). Tijdens de onderzoeks- en ontwikkelingsfase die 5 jaar heeft geduurd, hebben de overheden samengewerkt met wetenschappelijke partners als VITO, het WTCB en de KULeuven.

In het begin worden generieke gegevens uit de databank Eco-Invent (Zwitserland) gebruikt. Daarna is het de bedoeling specifieke gegevens voor België te hanteren via EPD’s die door materiaalproducenten worden opgesteld en gegroepeerd in de B-EPD databank.

De resultaten van de verschillende EPD’s worden aansluitend vertaald in specifieke milieu-indicatoren. In TOTEM worden twee groepen indicatoren gebruikt om de milieu-impact van gebouwen te evalueren:

  • De basisindicatoren die worden aanbevolen door de EN 15804 norm of CEN (European Committee for Standardization) indicatoren
  • De aanvullende of CEN+ indicatoren

Deze indicatoren worden in onderstaande tabel uitvoerig beschreven.

Groep 

Indicator 

Eenheid 

CEN  1.               Klimaatverandering kg CO2   equivalent
2.               Ozonaantasting kg CFC 11 equivalent
3.               Verzuring van bodem en waterbronnen kg SO2  equivalent
4.               Vermesting kg (PO4)3-  equivalent
5.               Fotochemische ozonvorming kg etheen equivalent
6.               Uitputting van niet-fossiele grondstoffen (elementen) kg Sb equivalent
7.               Uitputting van fossiele grondstoffen (fossiele brandstoffen) Megajoule (MJ)
CEN+  1.               Menselijke toxiciteit DALY (Disability Adjusted Life Years)
2.               Fijnstofvorming DALY
3.               Ioniserende straling DALY
4.               Ecotoxiciteit voor zoetwaterecosystemen kg DB (dichloorbenzeen) equivalent
5.               Landgebruik Organisch materiaal: tekort in kg C

Biodiversiteit: m²/jaar

6.               Bodemomvorming Organisch materiaal: tekort in kg C

Biodiversiteit: m²

7.               Waterschaarste (uitputting van de grondstoffen) m³ waterverbruik

Het geheel van deze indicatoren leidt tot het milieuprofiel van het product/element van de bestudeerde constructie/het bestudeerde gebouw. Om de verschillende elementen te kunnen vergelijken, worden de indicatoren vervolgens gewogen volgens de monetarisatiemethode (Monetisation of the MMG method). De verkregen waarde geeft in euro de financiële kostprijs weer die de « herstelling » zou betekenen van de veroorzaakte milieuschade ten gevolge van het gebruik van de gebouw- of constructie-elementen.

De huidige problematiek schuilt in de afwezigheid van sommige bouwsectoren in de B-EPD databank. Indien de EPD’s niet worden aangepast, worden generieke waarden (Eco-Invent) toegeschreven aan de indicatoren van de betrokken producten, waardoor deze generieke waarden nadelig kunnen uitvallen ten opzichte van de met de Belgische productie overeenstemmende reële indicatoren. De houtsector en de sector van andere biogebaseerde materialen worden hierdoor getroffen. Als er niets wordt ondernomen, zal deze situatie mettertijd alleen maar worden bestendigd en lopen natuurlijke en hernieuwbare materialen het risico te worden benadeeld en zelfs genegeerd ten gunste van andere niet-hernieuwbare materialen. Het is daarom van belang dat alle bouwmaterialen op een gelijke en coherente manier vertegenwoordigd zijn met betrekking tot de Belgische realiteit.

Een product dat niet in de B-EPD databank staat opgenomen is een product waarvan het gebruik op termijn zal worden afgestraft en zelfs veroordeeld !

In Vlaanderen is het gebruik van de TOTEM-tool reeds verplicht voor overheidsopdrachten volgens het GRO-referentiesysteem (MAT02 criterium) [1]. Op termijn zou dit systeem moeten worden uitgerold over de 3 gewesten, wat een systematisch gebruik van de TOTEM-tool voor overheidsopdrachten in België tot gevolg zou moeten hebben.

Sinds 1 januari 2021 kent het Brussels Hoofdstedelijk Gewest een « TOTEM ontwerpstudie » premie toe ter waarde van € 200 per wooneenheid. Om de premie te ontvangen moet het project in TOTEM worden ontworpen en moeten materiaalvarianten met de grootste milieu-impact worden overwogen om de nefaste gevolgen voor het milieu te beperken.

Op internationaal vlak werd TOTEM erkend door de BREEAM [2] certificering (Building Research Establishment Environmental Assessment Method). BREEAM is een internationaal systeem dat een evaluatiemethode inhoudt van de milieuprestaties van gebouwen. Tegenwoordig zijn meer dan 2 miljoen gebouwen BREEAM gecertificeerd waarvan 424 in België. De TOTEM-tool kan voor bepaalde referentiesystemen van deze certificering worden gebruikt onder de rubriek materialen.

[1] GRO: Op weg naar toekomstgerichte bouwprojecten | Vlaanderen.be

[2] https://environnement.brussels/news/loutil-totem-reconnu-pour-la-certification-breeam

 

De TOTEM-tool: biedt houtbouw een ecologisch voordeel ten opzichte van andere bouwwijzen specifiek voor buitenmuren?

Inleiding

In dit rapport worden verschillende samenstellingen van een buitenmuur met elkaar vergeleken met betrekking op de impact die deze wanden hebben op het milieu. De vergelijking wordt gemaakt tussen een wand bij houtskeletbouw (HSB), bij het gebruik van kruislaaghout (CLT) en bij betonnen blokken. Verder wordt gekeken naar het effect van het al dan niet hebben van een milieuproductverklaring (EPD). Het doel van dit onderzoek is aantonen welke bouwmaterialen het minst negatief zijn voor het milieu in constructies met vergelijkbare thermische prestaties. De vergelijking gebeurde in de TOTEM-tool (www.totem-building.be, vergelijking gemaakt in 01/2024) waar verschillende muren opgesteld kunnen worden met materialen naar keuze. Deze tool is gecreëerd door de drie gewesten om op basis van levenscyclusanalyses de milieu-impact van gebouwen te bepalen.

Werkwijze

De HSB- en de CLT-muren werden opgesteld op basis van het voorstel van Hout Info Bois in zijn Handleiding Hout. De betonnen muur werd zodanig opgebouwd dat deze ongeveer dezelfde opbouw had als de CLT-muur. Vervolgens werden de U-waardes vergeleken. Dit is hoeveel warmte er verloren gaat langs een constructieonderdeel. Hoe lager de U-waarde, hoe beter isolerend. De HSB had de laagste U-waarde bij een equivalente dikte waardoor aan de twee andere muren extra isolatie moest toegevoegd worden om een zelfde U-waarde te bekomen. Deze U-waarde is echter niet exact hetzelfde als deze van de HSB aangezien niet alle diktes van isolatie beschikbaar zijn in de TOTEM-tool (en vaak ook niet op de markt). Voor alle drie de muren bestaan lagen C5 tot en met C8 (Figuur 1, Figuur 2 en Figuur 3) uit hetzelfde materiaal en zijn ze even dik. De verschillen in isolatie zijn hierdoor niet aan deze lagen toe te schrijven. TOTEM geeft voor elke muur de milieuscore weer in millipunten per functionele eenheid (mPt/FE*).

Figuur 1: Samenstelling van de muur in het HSB-systeem.

Figuur 2: Samenstelling van de muur in het CLT-systeem.

Figuur 3: Samenstelling van de muur in het betonblokken-systeem.

Deze millipunten zijn het resultaat van het in rekening brengen van verschillende milieu-indicatoren en hun relatieve gewicht ten opzichte van elkaar. Een functionele eenheid is 1 m2 aan wand in dit onderzoek. Hoe hoger deze waarde, hoe groter de impact is op het milieu. Deze score wordt bepaald op basis van een hele reeks aan indicatoren zoals bijvoorbeeld watergebruik, klimaatverandering, menselijke toxiciteit, enz. Na het opstellen van de drie muren werd een nieuwe CLT-muur opgesteld maar deze keer met CLT dat een EPD heeft (STABILAME). Hierdoor kon het verschil in milieuscore bepaald worden tussen een materiaal met EPD en zonder EPD.

Resultaten

De milieuscores van de drie muren zijn sterk verschillend. HSB heeft de laagste milieuscore van 10,2 mPt/m2 terwijl CLT een score heeft van 15,38 mPt/m2 (51% meer dan HSB) (Figuur 4). De milieuscore van de betonnen muur is 16.55 mPt/m2 (62% meer dan HSB). De grootste factor die zorgt voor de hoge score bij de betonnen muur, is de extra isolatie die moest toegevoegd worden om een gelijkaardige isolatie te verkrijgen als HSB. Deze isolatie is verantwoordelijk voor 6,45 mPt/m2 van de milieuscore terwijl bij HSB de isolatie slechts meetelt voor 1,84 mPt/m2, wat het isolerend vermogen van HSB bevestigd. Bij CLT is de score voor enkel de isolatie 5,71 mPt/m2. Dat is logisch aangezien de transmissieverliezen, de energie die nodig is voor het warm houden van de woning, zijn bij de drie muren ongeveer gelijk aangezien hun U-waarden dezelfde zijn. Wat opvalt is dat de milieuscore voor het gebruik van enkel materialen dubbel zo hoog ligt bij de betonblokken (12.22) dan bij de HSB (5.94).

Figuur 4: Milieuscore van de verschillende bouwsystemen.

De milieu-indicatoren die het meest bijdragen aan de totale score zijn vrij gelijkaardig bij de verschillende muren. Het grootste verschil wordt opgemerkt bij de indicator ‘Landgebruik gerelateerde impact/ bodemkwaliteit’ die drie keer hoger is bij de HSB dan bij de betonnen stenen. Dit valt echter te verklaren door hoe TOTEM deze score bepaalt. De indicator wordt bepaald door het effect van het bodemgebruik na uitputting van de grondstof te bekijken. Hiernaast wordt de indicator bepaald per oppervlakte-eenheid. Om grondstoffen te winnen (zoals klei), worden putten gegraven. Om meer grondstoffen te bekomen wordt telkens dieper gegraven. Hierbij worden voor eenzelfde oppervlakte-eenheid steeds meer grondstoffen gewonnen. Bij bossen kan men echter niet in de diepte graven en kunnen het aantal gekapte bomen niet opgestapeld worden per oppervlakte-eenheid. Dieper graven heeft een extra negatieve impact op het milieu.

Voor bos geldt hiervoor dat naar de situatie voor de kapping gekeken wordt en de hoeveelheid soorten die daarbij aanwezig zijn. TOTEM gaat er van uit dat al deze soorten verloren gaan als het bos gekapt wordt, wat niet klopt aangezien niet het volledige bos gekapt wordt en de dieren/plantensoorten in andere delen van het bos kunnen overleven. Anderzijds neemt TOTEM de tijd tot herstel mee in rekening. Volwassen naaldhoutbomen zijn vaak meer dan 60 jaar oud waardoor de tijd tot herstel heel groot is. Hoewel dit zo is, kennen jonge bomen zeker ook hun meerwaarde in bossystemen aangezien ze voor onder meer structuurdiversiteit zorgen. Bij de betonnen muur wordt meer fijn stof uitgestoten, meer water gebruikt en meer vermesting en verzuring waargenomen. Ook worden andere belangrijke ecosysteemdiensten niet in rekening gebracht zoals waterinfiltratie, zuurstofproductie, inbrengen van koolstof in de bodem…

Het effect van een EPD is duidelijk te merken bij de CLT-muren. De CLT-muur waarbij CLT gebruikt werd met een EPD (STABILAME) had een milieuscore die 1,58 mPt/m2 kleiner was dan de CLT zonder EPD. Dit verschil ligt voornamelijk bij de milieu-indicator ‘Landgebruik gerelateerde impact/ bodemkwaliteit’. Deze indicator is ongeveer 1 millipunt lager bij de CLT van STABILAME. De overige indicatoren van STABILAME zijn grotendeels iets kleiner dan deze van de standaard CLT. Hieruit kan besloten worden dat het opstellen van EPD’s een positief gegeven kan zijn voor bedrijven die hun eigen EPD’s willen hebben. Mensen die milieugerichte keuzes maken bij het bouwen van hun huis, kunnen door de lagere score van een EPD over de streep getrokken worden.

De dikte van de 3 verschillende muren was ook verschillend. De HSB was de dunste muur (32 cm) gevolgd door de CLT-muur die 2 mm dikker is. De betonnen muur is het dikst (38 cm). Voor een vooropgesteld gebouwoppervlak zal een dunnere muur resulteren in meer leefruimte. HSB is hierdoor licht te verkiezen tegenover CLT. De houtbouwsystemen kennen een voordeel tegenover de betonblokken.

Opmerkingen

TOTEM bepaalt de milieuscore door te werken binnen verschillende processen gaande van het bekomen van de ruwe materialen tot de uiteindelijke afvalverwerking. Volgend op de afvalverwerking komen een hele reeks mogelijke processen zoals hergebruik en recycleerbaarheid. Recycleerbaarheid zit voor een deel verwerkt in de methodologie maar is zeker nog niet volledig op punt gesteld betreffende hout. Voor gebruikt hout bestaat een hele cascadering zoals verwerking in de plaatindustrie die gunstiger is voor het milieu dan verbranding. Hiernaast wordt CO2-uitstoot meegenomen als negatieve impact maar de O2-productie wordt niet meegenomen. Ook energieterugwinning is nog niet aan de orde in deze versie van TOTEM terwijl dit voor hout zeker van toepassing is. Dit zijn enkele aspecten die de positieve punten van hout nog meer duidelijk kunnen maken bij de vergelijking met stenen muren.

Als isolatie werd voor rotswol gekozen aangezien dit vaak gebruikt wordt bij muren die niet opgebouwd zijn uit hout. Rotswol werd dan ook bij alle muren gebruikt om de vergelijking van de muren eenvoudiger te maken. Bij HSB en CLT wordt voornamelijk gebruik gemaakt van cellulosevlokken of houtvezelplaten. Deze materialen hebben een lagere milieu-score dan rotswol.

Verder staan bossen, waar het bouwhout geoogst wordt, in voor nog tal van andere ecosysteemdiensten naast houtproductie. Biodiversiteit, waterinfiltratie, zuurstofproductie en afkoeling van de aarde zijn enkele diensten die zeker een groot belang hebben. Verschillende ecosysteemdiensten zijn vaak groter in diverse bossen, maar monoculturen van naaldhout kennen zeker ook hun meerwaarde. Ze worden echter niet meegenomen in de milieuscore van de wanden.

Bij het opstellen van de HSB-muur viel op dat TOTEM een standaard verhouding hout/isolatie aannam van 20/80. Dit is echter verschillend met de werkelijkheid waar eerder de verhouding 10/90 wordt toegepast. Deze verhouding is belangrijk aangezien de 10/90-wand een lagere (betere) U-waarde en een betere milieuscore heeft.

Bij de CLT-muur werd dezelfde samenstelling gebruikt aan de binnenkant (C5 tot C8 op Figuur 1) als bij de HSB om deze eenvoudiger te vergelijken. In de praktijk wordt deze samenstelling bij CLT niet altijd gebruikt. Het weglaten van deze lagen geeft een betere zichtbaarheid van het hout en zorgt voor een lagere milieuscore en een iets dunnere wand.

Een laatste grote voordeel van houtbouw waar geen rekening gehouden wordt in TOTEM, is koolstofopslag. Bomen slaan via fotosynthese koolstof op in hun biomassa waaronder hout. Indien deze bomen verzaagd worden tot constructiemateriaal blijft deze koolstof aanwezig in het hout. Zolang het hout niet verbrand wordt, blijft de koolstof hierin opgeslagen. Dit is een belangrijke factor die zeker verwerkt zou moeten worden in TOTEM.

Disclaimer: dit artikel is opgesteld met als doel om de voordelen van houtbouw aan te tonen. De muur in betonnen blokken is niet opgesteld door een architect, de houten muren zijn dit wel.

*De eenheid mPt is een dimensieloze eenheid die ontstaat na het wegen van alle indicatoren. Elke voor een indicator wordt eerst gedeeld door een vooropgestelde waarde waardoor het dimensieloos wordt. Vervolgens worden deze waarden vermenigvuldigd met het gewicht van de beschouwde indicator om een algemene score voor de volledige functionele eenheid te bekomen.