De carbon footprint van woningen is onderzocht, met specificaties naar bouwmaterialen en installaties. Twee conclusies springen er uit. De eerste is dat niet het bouwsysteem (zware of lichte massa) bepalend is, maar het energieconcept in combinatie met het bouwsysteem. De tweede conclusie is dat betonkernactivering in combinatie met warmtepompen als meest energiezuinige combinatie naar voren komt.
Om duurzaam te kunnen bouwen is inzicht in duurzaamheid van gebouwen een vereiste. Het Betonplatform heeft daarom aan Nieman Consultancy gevraagd de belangrijke factoren met betrekking tot de carbon footprint voor woningbouw in kaart te brengen. De carbon footprint van een woning betreft de uitstoot van CO2 gedurende de gehele levenscyclus van een woning, vanaf de productiefase van bouwmaterialen en de bouwfase tot en met sloop en recycling, alsmede het gebouwgebonden energiegebruik voor verwarmen en koelen.
Waar is naar gekeken
De CO2-emissies zijn bepaald van een standaard tussenwoning en hoekwoning voor de meest in Nederland voorkomende bouwconcepten, variërend van lichte tot zware massa. Acht verschillende energieconcepten met een energieprestatiecoëfficiënt variërend van EPC 0,8 (HR-ketel en zelfregelende ventilatieroosters) tot EPC 0,4 (warmtepomp inclusief douchewarmteterugwinning en vraaggestuurde ventilatie) zijn daarbij beoordeeld. De bekeken periode is 75 jaren vanaf de bouw.
CO2-emissie
De ontwikkeling van de CO2-emissie in de tijd is geïllustreerd in figuur 1. Blauw staat voor bouwmateriaal. In het begin is dit de voornaamste oorzaak van CO2-emissie. Alleen door renovatie ontstaat nog een toename in de CO2-emissie. Geel staat voor de installaties. Aanvankelijk is de bijdrage van installaties aan de CO2-emissie gering. Maar deze neemt relatief nog behoorlijk toe, vanwege regelmatig onderhoud, reparaties en vervanging. Rood staat voor het energieverbruik tijdens het gebruik van de woning, dat wil zeggen het gebouwgebonden energiegebruik voor verwarming en koeling. Die begint op nul, maar stijgt gedurig. Na hoog-niveau renovatie zal de stijging afnemen. Na 75 jaar gebruik is deze bijdrage aan de totale CO2-emissie aanzienlijk meer dan die van de materialen.
In cijfers uitgedrukt: materialen 35.000 kg CO2, installaties 21.000 kg CO2 en gebouwgebonden energiegebruik 120.000 kg CO2. Dat betekent dat in de CO2-footprint de bijdrage van het energieverbruik dubbel zo groot is als de totale milieubelasting van de bouwmaterialen en installaties samen.
Uit de studie blijkt onder meer dat de verschillen in totale milieubelasting bij de verschillende bouwsystemen beperkt zijn en een spreiding hebben van niet meer dan 4%. Een hoekwoning scoort daarbij overigens ruim 12,5% minder gunstig dan een tussenwoning.
Voor een woning met een betonnen casco is na circa 20 jaar de milieubelasting van bouwmaterialen gelijk aan de milieubelasting door het gebouwgebonden energiegebruik. Naarmate de energieconcepten zuiniger worden, verschuift dit punt. Voor een woning met een betoncasco en een EPC van 0,4 zal na 30 jaar het energieaandeel in de CO2-emissie het aandeel vanuit het bouwmateriaal gaan overtreffen.
Massa van materialen
Een van de meest opvallende conclusies uit het onderzoek is dat lichte bouwsystemen relatief ongunstig scoren ondanks het feit dat deze bouwsystemen een lagere (gunstiger) milieubelasting door bouwmaterialen hebben. Dit wordt veroorzaakt door een hoger gebouwgebonden energieverbruik om oververhitting in de zomerperiode te voorkomen. In de energieprestatienorm voor woningen (NEN 5128) heeft benutting van thermische massa in de referentiewoning geen significant effect op het energiegebruik voor verwarming. Wel heeft gebouwmassa een significant effect op het energiegebruik voor koeling: hoe lager de bouwmassa, hoe hoger de koelbehoefte.
Uit de grafiek in figuur 2 blijkt dat bouwsystemen met lage gebouwmassa's leiden tot een 3 à 4 maal zo hoge koelbehoefte als bouwsystemen met veel thermische massa zoals gietbouw en prefab-betonbouw. Om in de lichte woningen een behaaglijk binnenklimaat te krijgen, moet de overtollige warmte met koelapparaten worden afgevoerd. Dit leidt tot een fors energiegebruik van circa 4.000 MJ/jaar, d.w.z. bijna 21.000 kg CO2 over de gehele levensduur van de woning. Woningen met veel bouwmassa hebben een koelenergiegebruik van ca. 500 - 1.500 MJ. Door toepassing van betonkernactivering (BKA) kan het koelenergiegebruik ten opzichte van een matige gebouwmassa met circa 1/3 worden gereduceerd.
Betonkernactivering
Niet het bouwmateriaal, licht of zwaar, maar het energieconcept in combinatie met het materiaal is doorslaggevend bij de CO2-emissie van een woning. Ten opzichte van de berekende varianten blijkt dat toepassing van betonkernactivering met een warmtepomp het meest energiezuinig is. Dit systeem resulteert in een veel lager energiegebruik voor koeling en voor verwarming. Hiermee is een reductie op de totale milieulasten door energiegebruik haalbaar van ruim 55%.
De onderzoekers concluderen dat toepassing van betonkernactivering met warmtepompen een robuuste en duurzame oplossing is om te zorgen voor een goed en comfortabel binnenklimaat. Dit zeker bij hogere omgevingstemperaturen vanwege de voortgaande klimaatverandering.
Over het betonplatform
In het Betonplatform zijn vertegenwoordigd de brancheorganisaties in de betonsector: BFBN, Cascade, Cement&Betoncentrum, VHB en VOBN.
Dit artikel is in verkorte versie verschenen in het magazine Duurzaam Gebouwd nr. 4. Meer informatie over het magazine