Studies

Potentieelstudie TOTEM

In de potentieelstudie onderzocht men de potentiële reductie in milieu-impact van gebouwen door het gebruik van de TOTEM tool tijdens de ontwerpfase en zo ook het potentieel van TOTEM om beleidsdoeleinden te bereiken (Deel 1). In een tweede deel spitst het onderzoek zich toe op het potentieel van de TOTEM methodologie om de milieuprestaties van niet-gebouwgerelateerde bouwwerken (vooral infrastructuurwerken) te verbeteren.

Gebouwen hebben een belangrijke impact op het leefmilieu omwille van het operationeel energieverbruik en het gebruik van bouwmaterialen. De online TOTEM tool laat toe om de milieu-impact van gebouwen in België te berekenen en te optimaliseren. De eerste versie van de tool werd gelanceerd in 2018. De drie regionale overheden (OVAM, BIM en SPW), die de tool uitgewerkt hebben, willen deze verder ontwikkelen en lieten in 2020 de TOTEM Potentieelstudie uitvoeren. Deze studie omvat twee grote doelstellingen:

het inschatten van de potentiële reductie in milieu-impact van gebouwen door het gebruik van de TOTEM tool tijdens de ontwerpfase en zo ook het potentieel van TOTEM om beleidsdoeleinden te bereiken (Deel 1),
het inschatten van het potentieel van de TOTEM methodologie om de milieuprestaties van niet-gebouwgerelateerde bouwwerken (vooral infrastructuurwerken) te verbeteren (Deel 2).

Potentieelstudie TOTEM – Deel 1: Milieu-impactreductie van gebouwen

De studie focust op de grootteorde van de impactreductie, op het relatieve belang van materiaaloptimalisatie in vergelijking met de optimalisatie van de energieprestatie en op de verschillen in optimalisatiepotentieel tussen nieuwbouw en renovatie.

Wat is het optimalisatiepotentieel van een woning?

De Europese bouwsector verbruikt 50% van de energie en 50% van de primaire grondstoffen en veroorzaakt 40% van de broeikasgasemissies in Europa. Bovendien produceert ze ongeveer 25 à 30% van het Europese afval. De Vlaamse overheid wil de broeikasgasemissies in de Vlaamse gebouwensector tegen 2030 met 46% verminderen. Daarnaast streeft de Vlaamse overheid ernaar om de materialenvoetafdruk van de Vlaamse consumptie tegen 2030 te verminderen met een grootteorde van 30%, en tegen 2050 te verminderen met 75 %.

TOTEM (Tool to Optimise the Total Environmental impact of Materials) is een rekentool van de 3 gewesten, gebaseerd op levenscyclusanalyse. TOTEM staat toe om de materiaalkeuze van een gebouw te optimaliseren en zo de milieu-impact ervan te verlagen.

De OVAM heeft laten becijferen hoe de impact van materialen en energieverbruik kan dalen, simpelweg door andere (materiaal)keuzes te maken. Verschillende optimalisatiestrategieën werden daarbij uitgetest om te tonen dat er verschillende manieren zijn om de impact te verlagen. In realiteit wil een opdrachtgever bijvoorbeeld niet altijd raken aan het constructietype.

De analyse van de cases in deze studie zijn gebaseerd op een levenscyclusanalyse in TOTEM. Deze analyse houdt nog geen rekening met het potentieel voor hergebruik van materialen in een volgend leven. Dit circulariteitscriterium werd in 2021 geïntegreerd in TOTEM. De optimalisatie-oefening kan sterk beïnvloed worden door rekening te houden met dit criterium.

De totale milieu-impact (uitgedrukt in €/m² Bruto Vloeroppervlakte) bestaat uit:

milieu-impact te wijten aan energieverbruik tijdens het gebruik van de woning (broeikasgasemissies)
milieu-impact te wijten aan het materiaalgebruik tijdens de volledige levenscyclus: ontginning van grondstoffen, verwerking van grondstoffen tot bouwmaterialen, installatie op de bouwwerf, onderhoud en de vervanging van materialen, transport en afbraak en afvalverwerking (alle impact-categorieën: broeikasgasemissies, en ook verzuring, kankerverwekkende eigenschappen, ecotoxiciteit …).

Pas uw materiaalkeuze aan en boek milieuwinst

Een eerste case bekeek de materiaalkeuzes van een nieuw appartementsgebouw . Het constructietype bleef ongewijzigd: beide varianten zijn gebaseerd op metselwerk. Wel werden zes materialen (virtueel) vervangen door andere materialen. Deze optimalisatie kan de materiaalgerelateerde impact met ongeveer 30% reduceren (figuur 1). Als ook het energieverbruik in rekening wordt gebracht, is een reductie van 15% van de totale impact (te wijten aan materiaal- én energieverbruik) haalbaar. Verder blijkt dat afwerkingsmaterialen (zoals verf) een grote bijdrage aan de impact leveren en dus een belangrijke rol spelen bij de optimalisatie.

Figuur 1. Vergelijking van de materiaalgerelateerde milieukosten van de initiële (links) en geoptimaliseerde (rechts) versie van een nieuw appartementsgebouw (constructietype: metselwerk) – optimalisatie van de materiaalkeuzes

In de tweede stap werd het constructietype geoptimaliseerd (figuur 2, scenario’s c, d en e) en bleef de materiaalkeuze ongewijzigd, tenzij het constructietype het gebruik van andere materialen vereiste. Twee van de drie optimalisatie-pogingen blijken de materiaal-impact te verhogen in plaats van te verlagen. Enkel de houtskelet-opbouw (scenario d) scoort beter dan het origineel.
Vervolgens is getracht om de houtskelet-opbouw verder te verbeteren door ook daar de materiaalkeuzes aan te passen. Op die manier kon de impact die manier verder met 11% gereduceerd worden.

Ter vergelijking is in figuur 2 ook het geoptimaliseerde scenario uit figuur 1 opgenomen (scenario b). Voor deze case blijkt de initiële optimalisatie op basis van materialen (met behoud van het constructietype “metselwerk”) de laagste materiaalimpact te hebben. Merk wel op dat de houtskelet-opbouw inclusief bijkomende materiaaloptimalisatie (scenario f) het laagste scoort op de indicator “klimaatverandering”.

Figuur 2. Vergelijking van de materiaalgerelateerde milieukosten van de initiële (scenario a) en geoptimaliseerde versies van een nieuw appartementsgebouw – optimalisatie van het constructietype

Oude Woning? Eerst energie, dan materialen

Een tweede case behandelt de energetische renovatie van een oudere, slecht geïsoleerde rijwoning uit 1920. Hier lag de winst vooral in de verbetering van de energieprestatie. De materiaalkeuzes werden niet veranderd. De materiaalgerelateerde impact van een renovatie die enkel en alleen energetische verbeteringen aanbrengt, is meestal relatief laag.
Ook binnen de energetische renovaties is er variatie: de totale impact van een bescheiden renovatie volgens de minimale wettelijke eisen (figuur 3, scenario a) is dubbel zo groot als die van de doorgedreven renovatie met hoog isolatieniveau en performante installaties (figuur 3, scenario e). In dit geval kiest men toch best voor de doorgedreven renovatie, ook al veroorzaakt die een hogere materiaalimpact.
Ook binnen eenzelfde E-peil is er ruimte voor verbetering door de materiaalkeuze te optimaliseren (figuur 3, vergelijk bijvoorbeeld scenario’s b, c en d). Let op: figuur 3 toont de totale impact (energiegerelateerd + materiaalgerelateerd ), terwijl de vorige figuren enkel de materiaalgerelateerde impact toonden.

Figuur 3. Vergelijking van de totale milieukosten van varianten van een gerenoveerde rijwoning – optimalisatie van de energieprestatie

Potentieelstudie TOTEM – Deel 2: Niet-gebouwgerelateerde bouwwerken

Deel 2 van de potentieelstudie onderzocht het potentieel van de TOTEM-methodologie om de milieuprestaties van niet-gebouwgerelateerde bouwwerken (vooral infrastructuurwerken) te verbeteren. Dit gebeurde met behulp van literatuuronderzoek en de analyse van 2 concrete cases.

Het literatuuronderzoek (normen, regelgevingen etc.) toont aan dat het onderwerp “infrastructuurwerken” wat achterloopt ten opzichte van de aandacht voor milieuprestaties in de algemene bouwsector. Zo worden normen die ontwikkeld werden voor gebouwen nu als inspiratie gebruikt voor de uitbreiding naar infrastructuurwerken, waarbij gefocust wordt op de specifieke omstandigheden eigen aan deze werken. Bovendien gebruiken de studies die wel over de infrastructuurwerken gaan, vaak verschillende uitgangspunten (levensduren, systeemgrenzen, scenario’s, …) waardoor resultaten niet onderling vergelijkbaar zijn. Daarnaast blijkt dat, naast de keuze van bouwmaterialen, ook andere aspecten zoals verkeersdruk en bouwactiviteiten een belangrijke rol kunnen spelen (als ze al dan niet inbegrepen zijn in een studie).

Bij de analyse van de 2 concrete cases (een asfaltweg en een betonweg) werd gebruik gemaakt van levenscyclusanalyse (LCA) op basis van de TOTEM-methodologie. Uit deze analyse kan afgeleid worden welke lagen in de opbouw van een weg het meest bijdragen aan de milieu-impact, en dus welke lagen mogelijks verder geoptimaliseerd kunnen worden.
Voor de asfaltweg werd daarom ook een geoptimaliseerde variant onderzocht (met gebruik van gerecycleerde granulaten en lagere productietemperatuur). De gedetailleerde resultaten van deze case studies zijn terug te vinden in het rapport.

De voornaamste resultaten van deze studie zijn echter de leerlessen aangaande het potentiële gebruik van TOTEM voor andere subsectoren van de bouw (vb. de wegenbouw). Deze studie toont aan dat de algemene TOTEM methodologie gebruikt kan worden om de milieuprestatie van andere bouwwerken dan gebouwen in te schatten. Wat de praktische implementatie betreft, zou dit echter de definitie vereisen van bijkomende scenario’s (vb. transport, End-Of-Life) en default-waarden (vb. voor referentielevensduur) specifiek voor deze bouwwerken. Bovendien zou de bibliotheek van materialen en processen uitgebreid moeten worden en bestaat er een nood om wijzigingen op materiaalniveau toe te laten of te ondersteunen. Tot slot toont deze studie aan dat bijkomende modelleringsopties of tools ontwikkeld zouden moeten worden om de impact van de werffase (bouwactiviteiten) beter in te schatten en te optimaliseren.

U kan het volledige rapport onderaan deze pagina downloaden.