Czy miasta mogą stać się „bankami” materiałów budowlanych z odzysku? Trwają prace nad systemem, który ma zmienić budownictwo cyrkularne

Sektor budowlany odpowiada za ponad jedną trzecią odpadów w Unii Europejskiej[1]. Jednocześnie szacuje się, że do 2035 r. Europa będzie potrzebować ponad 2 mln nowych mieszkań rocznie, by sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na lokale.[2] Sprawia to, że budownictwo znajduje się pod znaczącą presją, dlatego konieczne jest wdrażanie praktyk, które pozwolą realizować nowe inwestycje przy jednoczesnym ograniczaniu ilości odpadów i emisji. Jednym z rozwiązań może być ponowne wykorzystanie materiałów i elementów konstrukcyjnych pochodzących z istniejącej zabudowy. Takie podejście rozwija projekt NuBau Labs™, w ramach którego partnerzy pracują nad modelem budownictwa cyrkularnego, pozwalającym odzyskiwać i przygotowywać do ponownego wykorzystania m.in. elementy betonowe i stalowe. Inicjatywa koncentruje się na potencjale tkanki miejskiej jako źródła materiałów dla nowych inwestycji oraz na wykorzystaniu czystej, lokalnie wytwarzanej energii w budownictwie. W ramach koncepcji już powstał projekt stropu z recyklingu. Planowane jest także uruchomienie pilotażowego centrum produkcyjnego w Londynie.

– Z dumą ogłaszamy uruchomienie NuBau Labs™, inicjatywy, która pozwoli przekształcić beton z odzysku w trwałe i wyjątkowe konstrukcje architektoniczne przyszłości. To nowy rozdział w projektowaniu i budownictwie, a także w podejściu do wartości i ponownego wykorzystania zasobów. Przedsięwzięcie wspiera rozwój gospodarki o obiegu zamkniętym w sektorze budowlanym i przybliża nas do realizacji celów związanych z osiągnięciem neutralności klimatycznej – mówi arch. Kajetan Sadowski, kierownik projektu z Politechniki Wrocławskiej.

Projekt NuBau Labs™ realizowany jest w ramach partnerskiej współpracy, łączącej kompetencje i doświadczenie ekspertów z sektora budownictwa, środowisk naukowych oraz obszaru badań i innowacji. W ramach inicjatywy opracowywane są rozwiązania obejmujące wszystkie etapy procesu ponownego wykorzystania materiałów, począwszy od odpowiedniego demontażu. Projekt obejmuje też ich transport z wykorzystaniem sieci bezemisyjnych pojazdów i jednostek pływających, ocenę techniczną, badania oraz kontrolę jakości. Zgodnie z założeniami materiały spełniające wymagane kryteria będą przetwarzane na nowe, z zastosowaniem energooszczędnych procesów wszędzie tam, gdzie jest to możliwe. Gotowe produkty będą poddawane kolejnym testom, a następnie magazynowane i dystrybuowane za pośrednictwem tej samej bezemisyjnej sieci transportowej, by ostatecznie znaleźć zastosowanie w nowych inwestycjach budowlanych.

– Ważnym elementem projektu jest zaangażowanie lokalnych społeczności, projektantów, artystów i inżynierów w proces tworzenia nowych koncepcji. Ich potrzeby i perspektywy będą uwzględniane już na wczesnym etapie. Tak kompleksowe podejście pozwoli rozwijać rozwiązania o obiegu zamkniętym, które będą zarówno odpowiedzialne środowiskowo, jak i wartościowe dla ludzi – mówi Łukasz Olbromski, Europe Central Property Leader w Arup.

Projekt zakłada także uruchomienie pierwszego pilotażowego centrum produkcyjnego we wschodnim Londynie, nad Tamizą. Obiekt będzie łączył w jednej lokalizacji zaplecze badawczo-rozwojowe, laboratoria testowe, przestrzeń magazynową i logistyczną, a także będą w nim prowadzone procesy regeneracji materiałów i elementów konstrukcyjnych. Stanie się także miejscem wymiany doświadczeń między specjalistami, a także przestrzenią partycypacji społecznej, w ramach której lokalne społeczności będą współuczestniczyć w procesie rozwoju systemu na każdym jego etapie. Do zakładu planowane jest uruchomienie niskoemisyjnego transportu rzecznego na Tamizie. W ramach projektu inżynierowie utworzą sieci połączonych nabrzeży na terenie Londynu, z których materiały byłyby transportowane do centralnego ośrodka, gdzie będzie odbywać się regeneracja. Planowany ośrodek ma też pełnić funkcję zintegrowanej platformy energetycznej.

Jednym z pierwszych rozwiązań opracowanych w ramach koncepcji NuBau Labs™ jest ReVault, prototypowy system konstrukcyjny stropu. Prace nad nim rozpoczęły się jeszcze przed startem NuBau Labs™, ze wsparcia finansowego Arup Research Fund oraz Innovate UK. NuBau Labs™ będzie kontynuował te działania, prowadząc badania nad infrastrukturą do przetwarzania materiałów z odzysku, tworząc zintegrowane łańcuchy dostaw oraz rozwijając kolejne produkty i prototypy.

Opracowany system konstrukcji stropu z materiałów z odzysku wykorzystuje bloki żelbetowe, pozyskane z istniejących obiektów poprzez precyzyjne cięcie, które następnie są ponownie składane w formę płytkich sklepień. W procesie można dodatkowo zastosować odzyskaną stal, pełniącą funkcję elementów rozciąganych. Arup i partnerzy projektu wykonali już prototyp ReVault w pełnej skali, potwierdzając techniczną wykonalność systemów konstrukcyjnych wytwarzanych z materiałów z odzysku.

– Innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne mogą przynosić wymierne korzyści środowiskowe, a zrównoważone projektowanie przekłada się na konkretne efekty w postaci ograniczenia emisji i zużycia zasobów. Według Arup i partnerów projektu, system ReVault, wykorzystujący odzyskany beton w postaci płytkich sklepień pracujących głównie na ściskanie, pozwala ograniczyć emisje wbudowane o około 70 proc. w porównaniu z konwencjonalnymi stropami. Zastosowanie konstrukcji opartych na pracy na ściskanie umożliwia również zmniejszenie ciężaru całego układu, co może przełożyć się na mniejsze wymagania dotyczące fundamentów i dodatkowe ograniczenie zużycia materiałów. To dowód na to, że poszukiwanie nowych rozwiązań inżynieryjnych ma realne znaczenie dla transformacji sektora budowlanego i tworzenia bardziej odpowiedzialnych środowiskowo obiektów – mówi Łukasz Olbromski, Europe Central Property Leader w Arup.

NuBau Labs™ realizuje również wartości Nowego Europejskiego Bauhausu (New European Bauhaus, NEB), inicjatywy Komisji Europejskiej łączącej trzy kluczowe idee: zrównoważony rozwój (Sustainable), piękno (Beautiful) i włączenie społeczne (Together). W projekcie oznacza to nie tylko ograniczanie zużycia surowców i emisji dzięki ponownemu wykorzystaniu elementów konstrukcyjnych, ale także poszukiwanie atrakcyjnych estetycznie form architektonicznych z odzyskanego betonu oraz wspólne projektowanie z udziałem mieszkańców, artystów i lokalnych rzemieślników.

– Siłą wartości NEB jest to, że innowacyjne podejście nie jest ograniczone jedynie do oszczędzania materiałów: zachęcają one, by jednocześnie projektować przestrzenie piękne, osadzone w lokalnej tożsamości i tworzone razem z ludźmi, którzy będą z nich korzystać – wyjaśnia prof. Barbara Widera z Politechniki Wrocławskiej.

NuBau Labs™ zakłada opracowanie także innych produktów budowlanych z odzysku. Wśród potencjalnych rozwiązań znajdą się belki i słupy, elementy stropowe i dachowe, w tym płyty kanałowe i fragmenty płyt stropowych, elementy fundamentowe, takie jak oczepy pali i stopy fundamentowe oraz elementy murowe i bloczki. Ważną częścią inicjatywy staną się też hybrydowe systemy budowlane, łączące materiały z odzysku z nowymi komponentami, aby umożliwić realizację założeń gospodarki o obiegu zamkniętym przy jednoczesnym spełnieniu współczesnych wymagań technicznych i użytkowych. Tak szeroki zakres rozwiązań pozwoli dostosować sposób ponownego wykorzystania materiałów do ich właściwości, stanu technicznego i potencjalnego zastosowania, zwiększając możliwości wdrażania budownictwa cyrkularnego w różnego rodzaju inwestycjach.

– Być może w przyszłości miasta będziemy postrzegać nie tylko jako przestrzeń do życia i pracy, ale również jako banki materiałów, które posłużą kolejnym pokoleniom. Elementy konstrukcyjne odzyskane z istniejących budynków, po odpowiedniej ocenie ich właściwości i przydatności do ponownego zastosowania, mogłyby stać się pełnowartościowym zasobem dla nowych inwestycji, ograniczając potrzebę wykorzystywania nowych surowców i ilość odpadów. Rozbiórka nie musi oznaczać końca życia materiałów. Może być początkiem ich kolejnego rozdziału. Jeśli uda się opracować model możliwy do wdrożenia na szerszą skalę (w tym model prawny), miasta przyszłości będą mogły w większym stopniu korzystać z zasobów, które już posiadają, budując bardziej odpowiedzialnie i z myślą o kolejnych pokoleniach – mówi Joanna Malanowska, Waste Business Leader w Arup w Polsce.

Projekt NuBau Labs™ został dofinansowany w ramach programu Horyzont Europa w wysokości 4 mln euro. Wśród partnerów projektu są m.in. Uniwersytet Queen’s w Belfaście (koordynator główny), Arup, GXN, Politechnika Turyńska, Banagher Precast Concrete Limited, The Stonemasonry Company Limited (SMC), Pilbrow & Partners, Wydział Architektury Politechniki Wrocławskiej, Zarząd Portu Północnego Adriatyku – Porty Wenecji, Keltbray, Gardiner & Theobald oraz The Engineers Reuse Collective. Z kolei w projekt ReVault zaangażowały się takie organizacje, jak Arup, Uniwersytet Queen’s w Belfaście, GXN, Banagher Precast Concrete Limited, The Stonemasonry Company Limited (SMC), Pilbrow & Partners, Keltbray, Gardiner & Theobald, The Engineers Reuse Collective.