Hergebruik heeft voorsprong op biobased uitvoeringen luchtbehandelingskanalen

Verschillende materialen voor een luchtkanaal in een zeshoekige matrix: vochtbestendigheid, chemische emissies, duurzaamheid (LCA), installatie/gewicht, schaalbaarheid en CO2-voetafdruk.

Naar biogene materialen

In 2022 heeft Kevin Winiarczyk – als onderdeel van een afstudeerproject aan de TU Delft – onderzocht of de gegalvaniseerde plaatstalen elementen in luchtkanalen vervangen kunnen worden door biogene materialen. Vaak komt plaatstaal aan het eind van de levenscyclus, dus met hergebruik boek je al een behoorlijke winst. Echte milieu-impact kan je volgens Winiarczyk, nu werkzaam als BIM-modelleur bij adviesbureau Sweco, met alternatieve materialen als bioplastics, fineer of karton maken.
Daartoe plaatste hij enkele materialen voor een luchtkanaal in een zeshoekige matrix: vochtbestendigheid, chemische emissies, duurzaamheid (LCA), installatie/gewicht, schaalbaarheid en CO₂-voetafdruk. En, wat bleek? Op de eerste vijf gebieden scoort gegalvaniseerd plaatstaal het hoogst, behalve qua CO₂-voetafdruk. Het drinkpakken-karton ‘Tetra Pak’ doet het op dat front aanzienlijk beter. Tetra Pak, tevens de naam van het bedrijf dat deze verpakking heeft uitgevonden, bestaat uit 75 procent karton, twintig procent bioplastic en vijf procent aluminium (figuur 1).
Wat in zijn onderzoek opvalt, is dat CO₂-emissies van karton en fineer respectievelijk vijf en drie keer lager liggen dan die van plaatstaal, terwijl die van gerecycled plastic maar liefst vier keer minder zijn dan bioplastic. Die lagere voetafdruk bij gerecycled plastic komt vooral doordat bij recycling de energie-intensieve landbouw, de oogst en de chemische verwerking – noodzakelijk voor de productie van bioplastics – wordt overgeslagen. Aan het eind van zijn onderzoek concludeert Winiarczyk, niet bepaald verrassend, dat er meer onderzoek naar chemische emissies, coatings, luchtvochtigheid en temperatuur bij toepassingen van biogene materialen moet worden gedaan, voordat je over echt serieuze alternatieven voor standaard kanalen kan spreken.

Eerste stappen

Vier jaar later heeft de markt de bevindingen van Winiarczyk nauwelijks opgepakt. Toepassingen van alternatieven voor plaatstaal in de huidige luchtkanalen schitteren door afwezigheid, enkele uitzonderingen daargelaten.
Een van die uitzonderingen is project XX van emeritus professor Jouke Post. Al in 1999, dus lang voordat Winiarczyk aan zijn onderzoek begon, ontwierp en bouwde deze architect op het Delftechpark bij de TU Delft een kantoor dat na een periode van twintig jaar (vandaar XX) kon worden gedemonteerd en in delen opnieuw kon worden gebruikt. De houten vloeren werden met zand voor geluidsdemping verzwaard, de constructie bestond uit gelamineerd fineer en de permanente ventilatiekokers (lees: de luchtkanalen) uit karton. Volgens de laatste berichten staat project XX er nog steeds. De staat van de kartonnen kanalen is niet systematisch onderzocht.

Begin dit jaar presenteerde Swegon een biobased alternatief voor een LKB, met sandwichpanelen uit plaatstaal en minerale wol en een houten behuizing.

Een andere uitzondering zijn luchtbehandelingskasten. Op de VSK+E presenteerde Swegon, een Zweedse pionier in binnenklimaattechniek, een biobased alternatief. Normaliter wordt de behuizing uitgevoerd in sandwichpanelen die uit plaatstaal en minerale wol bestaan. Hun nieuwe, meest duurzame variant bestaat grotendeels uit hout (cross laminated timber). Naast milieuwinst (Swegon claimt 75 procent minder CO₂-uitstoot voor de behuizing) weegt de houten kast minder, is makkelijker te verwerken en heeft een aantrekkelijke uitstraling. De kast is vooral als PR bedoeld om een fundamenteel gesprek over duurzame alternatieven aan te gaan.

Haken en ogen

Drs.ing. Olaf Oosting, directeur bij installatiebedrijf Groen & Aldenkamp, is een groot voorstander van circulaire installaties. Hij was in 2015 dan ook oprichter van de expertgroep ‘circulaire installaties’ binnen TVVL. Ook is hij bestuurslid van TVVL en portefeuillehouder marketing en communicatie. Samen met prof.dr.ir. Atze Boerstra en wijlen prof.dr.ing. Tillmann Klein, beiden van de TU Delft, was hij supervisor van de masterscriptie van Winiarczyk.
‘Kijk’, zegt hij, ‘plaatstaal wordt al veel toegepast in luchtbehandelingskanalen, maar de hoeveelheid is relatief beperkt. Het is dun, goedkoop en gemakkelijk op te hangen. Er zijn dus maar weinig stimuli voor alternatieve materialen. Daar komt nog bij dat de vochtbestendigheid, luchtdichtheid en vormvastheid bij bochten en koppelstukken met biogene materialen een behoorlijke uitdaging is. Winiarczyk heeft dat goed onderzocht, en daarbij ook de levensduur en de milieu-impact meegenomen. Tetra Pak zou, qua lichtgewicht en schaalbaarheid, een goed alternatief voor plaatstaal kunnen zijn.’
Veranderingen in HVAC-systemen komen langzaam, soms sluipenderwijs. Natuurlijk is steenwol in de huidige luchtbehandelingskanalen vrij eenvoudig te vervangen door biogene isolatiematerialen, denk aan cellulose of houtvezel. Die zijn ruim voorradig, relatief prijsgunstig en hebben zich inmiddels in de markt bewezen. Maar daarbij blijft het voorlopig (als dergelijke biogene materialen al überhaupt worden toegepast). Coating van biogene materialen is vaak het heikele punt wegens vochtbestendigheid.
‘In mei van dit jaar was ik bij een van onze projecten’, vervolgt Oosting. ‘Daar kwam de coating van een luchtbehandelingskast toevallig ter sprake. Ik kan me voorstellen dat je zo’n kast niet overal kan neerzetten. Hout kent een andere gevoeligheid dan plaatstaal. Een project aan de kust vereist een andere behandeling dan een project in het binnenland. Daar spelen weersomstandigheden, als temperatuur, vocht, maar vooral zout, ook een rol. Het allermooiste zou zijn als er coatings voor luchtkanalen worden ontwikkeld die biologisch afbreekbaar zijn.’

‘Potentie hergebruik vele malen groter dan biogene materialen’

Tetra Pak zou, qua lichtgewicht en schaalbaarheid, een goed alternatief voor plaatstaal kunnen zijn.

Hergebruik

HVAC-systemen zijn pas na de Tweede Wereldoorlog opgekomen toen de olieprijs daalde en airconditioning voor de massa betaalbaar werd. Vanaf de jaren zestig steeg de installatiequote (verhouding tussen uitgaven aan installaties versus die aan het gebouw) van 10 naar maar liefst bijna 50 procent. Daardoor is niet alleen de verbinding tussen een gebouw en de directe omgeving verloren gegaan, ook blijft er minder geld voor het gebouw zelf over. Ondertussen neemt klimaatverandering hand over hand toe, terwijl de prijs voor fossiele brandstoffen door de laatste oorlogen sterk is gestegen.
Hoewel Oosting niet tegen klimaatinstallaties ‘an sich’ is, kan de overmatige nadruk op comfort in de gebouwde omgeving volgens hem wel een graadje minder. Want hoe meer comfort klanten verlangen, des te groter de luchtkanalen en LBKs zullen worden. Dat gaat weer gepaard met een groter volume aan staal, koper en aluminium. De uitdagingen qua energietransitie (met name bij opwek en afgifte) komen daarmee soms haaks op de materialentransitie te staan.
Toepassingen van biogene materialen is volgens Oosting iets voor de langere termijn, hergebruik zet op dit moment meer zoden aan de dijk. Op basis van een initiatief van bureau Merosch heeft TVVL eind vorig jaar, samen met Techniek Nederland en het RVB, het ‘Programma van Eisen Circulaire Installaties, versie 2.0 Utiliteit’ gelanceerd. Een van de speerpunten hierbij is meer hergebruik. ‘De potentie van hergebruik is vele malen groter dan het inzetten op biogene materialen’, licht hij toe. ‘Dat betekent niet dat je biobased links moet laten liggen. Het is niet of-of maar en-en. Daar moet je per project een balans in zien te vinden.’

Circulaire installaties

Atze Boerstra, hoogleraar ‘building services innovation’ aan de TU Delft, kijkt over de volle breedte naar gebouwen, installaties en innovatie. Nu eens gaat het over energiegebruik en comfort, dan weer over de milieu-impact van materialen.
‘Aan de TU Delft zijn we al jaren bezig na te denken hoe we klimaatinstallaties meer circulair kunnen maken en hoe we de milieu-impact gerelateerd aan die installaties omlaag kunnen brengen’, licht hij toe. ‘Het is niet ons doel om alles biobased uit te voeren, maar te kijken naar manieren om installaties te maken die niet alleen energiezuinig zijn, maar ook minder ‘embodied carbon’ hebben. In samenwerking met TNO en gefinancierd door RVO zijn we met een groot onderzoeksproject gestart om daarvoor ‘evidence based’ ontwerprichtlijnen te ontwikkelen.’

Luchtkanalen of verwarmingspijpen zouden meer kunnen worden hergebruikt, zowel in de nieuwbouw als renovatie.

Integrale aanpak

Ook wordt er gekeken naar mogelijke strategieën om de milieu-impact van HVAC-systemen te verminderen. Boerstra: ‘In feite vallen die uiteen in strategieën gericht op oplossingen voor opwekking, distributie, afgifte en regelapparatuur. Luchtkanalen of verwarmingspijpen zouden we bijvoorbeeld meer kunnen hergebruiken, zowel in de nieuwbouw als renovatie. Zoiets valt vrij eenvoudig te realiseren. Installateurs zijn gewend om daarmee te werken. Wel zal je plekken moeten hebben om de tweedehands luchtkanalen tussentijds op te slaan. En een materialenbank om de beschikbaarheid inzichtelijk te maken.’
In theorie kun je ook inzetten op luchtkanalen van biogeen materiaal. De hoogleraar brengt in dit verband nog een ander bezwaar tegen biogene materialen naar voren: geur. ‘Je wilt niet dat de lucht, als die door het kanaal gaat, allerlei geurtjes oppakt’, gaat hij door. ‘Metaal houdt geen geur vast, geeft het ook niet af. Kanalen van biogene materialen zijn vaak verlijmd en niet geurloos. En dat terwijl je juist van luchtkanalen verlangt dat ze geen invloed op de luchtkwaliteit hebben. Los daarvan is de grootste hobbel voor een biogeen materiaal toch de prijs. Die ligt beduidend hoger dan die van het huidige plaatstaal.’
Waar Boerstra zich, net als Oosting overigens, zorgen over maakt, zijn kritische ruwe grondstoffen in HVAC-systemen. ‘Sommige componenten in luchtbehandelingskasten en warmtepompen zijn relatief rijk aan CRMs, vooral permanente magneten in pompen, ventilatoren, (servo)motoren en regeltechnische voorzieningen. Neem bijvoorbeeld neodymium, een CRM dat onder meer in motoren van windturbines, elektrische auto’s en elektronica voorkomt. Voor de energietransitie anno nu kunnen we niet meer zonder CRMs terwijl we wel, voor bijna 100 procent, afhankelijk zijn van landen buiten Europa die deze CRMs produceren.’
Volgens Boerstra is dat best een lastig verhaal. ‘Als je aan een Europese fabrikant van een energiezuinige ventilator of pomp vraagt hoeveel neodymium erin is verwerkt, dan is het grote kans dat die je doorverwijst naar een leverancier van halffabricaten. Die vervolgens niet weet waar neodymium wordt gedolven enzovoort. Het is echt tijd om over CRMs in gebouwinstallaties de discussie aan te gaan, mede rekening houdend met aankomend overheidsbeleid op dit gebied’, besluit hij.

Literatuur
- Advokaat B., Oudshoorn N., ‘Programma van Eisen Circulaire Installaties, versie 2.0 Utiliteit’, Merosch, PHI Factory (i.o.v. TVVL, Techniek Nederland en RVB), 2025.
- Winiarczyk K., Oosting O., Klein T., Boerstra A., ‘Air duct design for circularity’, REHVA Journal, 2024.

Tekst: Tseard Zoethout
Fotografie: Getty Images, REHVA, Swegon

Meer weten over innovatieve technieken en ontwikkelingen?
Meld u dan nu aan voor onze gratis nieuwsbrief.