circulaire principes in de ontwerpfase

Duurzaamheid is een aspect waar we bij het ontwerpen van onze bruggen inmiddels standaard rekening mee houden. Dat doen we aan de hand van de circulaire ontwerpprincipes zoals ontwikkeld door Rijkswaterstaat en Witteveen+Bos. Deze zijn ruwweg in te delen in stappen die tijdens de voorbereidende fase van belang zijn (1, 2, 4 en 5) en stappen die met name in de ontwerp- en realisatiefase spelen (3, 6, 7 en 8) (zie schema).

In de praktijk bespreken we aan de start van een project samen met de opdrachtgever wat de ambitie van het project is en voeren we een eisenanalyse uit. We kijken daarbij naar zaken als beoogde levensduur, toekomstige veranderingen, gebruik, kansen op het gebied van duurzaamheid, kosten, et cetera. In de ontwerpfase letten we wat circulaire principes betreft vervolgens specifiek op hergebruik, beheer & onderhoud, duurzaam materiaalgebruik en minimaal grondstof- en energieverbruik.

Elk van de circulaire ontwerpprincipes biedt mogelijkheden om te komen tot een duurzaam of circulair ontwerp. In dit blogitem vertellen we meer over hoe wij de ontwerp-gerelateerde principes in de praktijk toepassen en wat zoal de opties zijn. Idealiter worden alle principes optimaal meegenomen in het ontwerp, maar vaak ligt de focus, ook bij de opdrachtgever, op één of twee aspecten. In aanvulling op de circulaire ontwerpprincipes, zien we ook Industrieel Flexibel en Demontabel bouwen (IFD) als optie binnen het areaal duurzame oplossingen, vooral omdat deze aanpak hergebruik stimuleert.

hergebruik

(waardebehoud: maak duurzaam gebruik van bestaande objecten, materialen, grondstoffen en natuurlijke processen)

Bij hergebruik valt te denken aan het toepassen van gerecyclede materialen en grondstoffen, zoals een betonmix waarin gerecycled zand of menggranulaat is gebruikt of dekplanken gemaakt van de houten liggers van een gesloopte brug of damwandconstructie. Ook hergebruik van brugdelen (liggers, steunpunten, fundering of hekwerken) of gehele bruggen, passen we geregeld toe. Voor de gemeente Haarlemmermeer bekijken we momenteel bijvoorbeeld hoe we oude stalen verkeersbrug in zijn geheel kunnen hergebruiken als nieuwe fietsbrug. Daarnaast is het mogelijk om voor een project materialen en producten te gebruiken die na de beoogde levensduur van de brug zelf opnieuw te gebruiken zijn. Zo kunnen stalen buispalen, vaak gebruikt voor de fundering of als tussensteunpunt, in het geheel worden hergebruikt. Uiteraard mits ze niet zijn volgestort met beton(!).

urban mining voor hergebruik

Bij bruggen voor een nieuwbouwlocatie in Utrecht willen we zoveel mogelijk gerecyclede materialen toepassen. Op de locatie van de beoogde nieuwbouw staan nu nog gebouwen die gesloopt zullen worden. We zijn daarom in die panden op zoek gegaan naar bouwdelen en materialen die we voor de nieuwe bruggen kunnen gebruiken. De ‘oogst’ is een groot aantal stalen liggers en stalen buisprofielen. Op deze wijze slopen of oogsten brengt overigens wel extra kosten met zich mee.

milieu-impact

(waardecreatie: duurzame materialen plus minimaal grondstof- en energieverbruik)

De milieukostenindicator(MKI) is een handig middel om de impact van een ontwerp op het milieu te bepalen. Daarbij wordt de gehele levenscyclus van een brug meegenomen, van grondstofwinning tot en met sloop. Door MKI-berekeningen te maken, kunnen we relatief eenvoudig zien wat uit oogpunt van duurzaam materiaalgebruik de beste optie is voor een project. De ervaring leert wel dat er niet zoiets is als hét duurzaamste materiaal of dé duurzaamste brugconstructie. Onder meer de fysieke omgeving, de vereiste functie, het beheer- en onderhoudsbeleid en de duurzaamheidsambitie van de opdrachtgever en het budget bepalen per project wat de beste optie is.

fictieve korting voor duurzaam betonmengsel

Voor de vervanging van twee kleine verkeersbruggen zocht de gemeente Dongen naar het meest duurzame ontwerp. In een variantenstudie legden we een drietal circulaire/duurzame brugconstructie naast elkaar. Nieuwe bruggen in duurzaam beton bleken de beste optie. Om ervoor te zorgen dat een zo duurzaam mogelijk betonmengsel wordt toegepast, werd een lage MKI-score bij de aanbesteding beloond met een flinke fictieve korting.

rendering nieuwe brug voor Kattenbroek

duurzame vervanging houten bruggen

Veel gemeenten kampen met een grote hoeveelheid houten bruggen die aan vervanging toe zijn. Zeer geregeld worden we benaderd om mee te denken over de aanpak en/of om een nieuwe gemeentelijke standaardbrug te ontwerpen. Duurzaamheid is daarbij vaak een belangrijke vereiste vanuit de opdrachtgever. Zo voerden we voor Amersfoort een variantenstudie uit gericht op duurzame vervanging van acht bestaande bruggen. De ‘houten brug 2.0’ kwam daarbij als beste optie uit de bus: hardhouten liggers en dekplaten, waar mogelijk gemaakt van gerecycled hout, in combinatie met een hekwerk van stalen balusters en een hardhouten hekwerkvulling. De brug is zodanig gedetailleerd dat het hout overal goed kan luchten. Ook ontwierpen we de bevestiging van de houten dekplaten op de houten draagconstructie zo dat er geen water bij de liggers kan komen. Dit zorgt voor een langere levensduur van de liggers.

IFD/modulair/standaard

Voor elke brug alles opnieuw ontwerpen was lang de modus operandi. Daar begint echter verandering in te komen. Met het oog op kosten, efficiëntie, betrouwbaarheid én hergebruik is het veel slimmer om bruggen te standaardiseren en zo te ontwerpen dat componenten later eenvoudig zijn te vervangen of hergebruikt kunnen worden. Nu worden bruggen bijvoorbeeld vaak ontworpen op een levensduur van honderd jaar, terwijl in de praktijk veel bruggen al halverwege die levensduur functioneel aan vervanging toe zijn. Een brug die volgens de IFD-principes is gerealiseerd kan dan uit elkaar gehaald worden en elders opnieuw gebruikt, in het geheel of in onderdelen.

standaardisering bruggenbouw

Vooral bij beweegbare bruggen kan het ontwikkelen en toepassen van standaard componenten het ontwerp- en realisatietraject aanzienlijk versnellen. Als bureau waren we nauw betrokken bij bijvoorbeeld de ontwikkeling van de NTA 8086 beweegbare bruggen. Deze Nederlandse Technische Afspraak richt zich op het toepassen van de principes van IFD (Industrieel, flexibel en demontabel bouwen) op beweegbare bruggen. Zowel voorbereiding, bouw en onderhoud worden hierdoor een stuk efficiënter.

infographic-v4-NTA IFD beweegbare bruggen copyright ipvDelft

marktontwikkelingen

De afgelopen jaren zien we dat de markt steeds meer aandacht heeft voor duurzaamheid. Het wordt daardoor langzaam maar zeker makkelijker om duurzame bruggen te realiseren. Er is nu bijvoorbeeld een NTA Hergebruik van constructiestaal en de NTA voor grote stalen delen is in de maak. Aannemers en overheden zijn gestart met secundaire materiaaldepots. Diverse meer duurzame betonmengsels worden ontwikkeld en houtconstructies zijn weer in opkomst. Zo heeft de passerelle in Zwolle een geheel uit zachthout opgebouwde brugdekconstructie: gelamineerd houten liggers met daarop een houten dek van Cross Laminated Timber.

Ook bij de circulaire hout-betonbrug op bedrijventerrein Hessenpoort pasten we liggers van Lariks toe, Europees zachthout. Daar zorgt een dun uitkragend betonnen dek ervoor dat de liggers droog blijven. Zo combineren we de voordelen van beton (onderhoudsarm, lange levensduur) met die van hout (duurzaam materiaalgebruik, minimale milieu-impact).