Onderzoek naar circulair gebruik van grondstoffen bevraagt eeuwenoude bouwtradities

Uitgedaagd door de reconstructie van een 17^e-eeuwse kasteelhoeve gaan vier ontwerpers op zoek naar nieuwe materialen en productiemethodes voor toepassing in cultureel erfgoed. Met als doel de bestaande bouwpraktijk te voeden met ideeën hoe het ook anders kan. Daria Biryukova is een ontwerper die ambieert volledig circulair te werken. In een gesprek over de fabricage en samenstelling van een alternatief voor de traditionele leisteen legt ze uit wat dat zou kunnen opleveren.

Op 15 april 2019 zag de hele wereld de Notre Dame afbranden. De ochtend erna verschenen al de eerste schetsen voor herbouw van de ruïne. Het leverde een boeiende discussie op tussen voorstanders van het inzetten van het eeuwenoude ambacht enerzijds en de tech-geïnspireerde toepassing van de techniek in de restauratiesector anderzijds. In diverse varianten kwam de vraag naar voren hoe bouwmaterialen gewonnen moesten worden voor de herbouw, waaronder een voorstel om met as van de verwoeste dakconstructie nieuwe ornamenten te 3d-printen.

Circulariteit in productieproces nog ondergeschoven kindje

In de monumentenzorg is duurzaamheid in het algemeen al langer een opgave, maar die omvat niet altijd de ‘life-cycle’ van materialen die voor renovaties en restauraties worden gebruikt. Circulariteit in het productieproces is nog een ondergeschoven kindje. Bovendien schieten restauratieaannemers en -architecten vaak in de reflex dat oude gebouwen ook met oude materialen en dito productietechnieken gemaakt moeten worden, terwijl je niet alleen sneller, goedkoper maar ook duurzamer kunt restaureren als je gebruikt maakt van nieuwe productietechnieken en andere materialen.

Neem bijvoorbeeld de lei, een bouwproduct waarmee de daken van duizenden Europese kerken en woonhuizen zijn bekleed. Hoewel we er aan gewend zijn geraakt, is de toepassing ervan in de toekomst allesbehalve voor de hand liggend. “De dichtstbijzijnde nog actieve leisteengroeven liggen in Engeland”, weet ontwerper Daria Biryukova. Voor zover ze heeft kunnen achterhalen, zijn de Britse groeven zelfs de laatste in Europa.

Stap in de wereld van een alchemist

Biryukova zou je als een alchemist kunnen typeren. Als je een voet binnen haar atelier zet dan stap je in een wereld vol met poeders, samples van materialen en keramische producten. Na haar opleiding als industrieel ontwerper aan de Universiteit van Moskou, studeerde ze aan de kunstacademie in Wenen om zich vervolgens in Eindhoven aan de Design Academy te wijden aan ‘design research’. Ze specialiseerde zich niet alleen in het maken en samenstellen van materialen, maar ook in toepassing ervan. Haar interesse in leisteen is ontstaan nadat ze gevraagd werd voor het SlotLab.

Slotlab stelt innovatie in de bouwpraktijk aan de orde

Het SlotLab is een initiatief van Simone de Waart (Material Sense), Aryan Klein (Slot Schaesberg) en Machiel Spaan (M3h architecten) dat innovatie in de bouwpraktijk aan de orde stelt. Zij vroegen Daria Biryukova en drie andere ontwerpers en architecten alternatieven te ontwikkelen voor traditionele ambachten door circulariteit en innovatie in de productie van bouwproducten te onderzoeken. De voorstellen dienen als ‘spiegel’ voor vaklieden en ontwerpers die traditionele methodes en materialen gebruiken. Zie het als een 21e-eeuwse voortzetting van de eeuwenoude ambachten gewapend met nieuwe gereedschappen en inzichten.

Het ontwerponderzoek krijgt meteen een toepassing door de samenwerking met de stichting Slot Schaesberg. Deze stichting herbouwt op basis van een ruïne een 16e-eeuws kasteel en bijbehorende 17e-eeuwse hoeve: “Bij Slot Schaesberg beleef je wat je in andere kastelen bewondert. In de toekomst kun je zelf meehelpen aan de bouw van het kasteel” - valt te lezen op de site van het slot. Aryan Klein, directeur van de stichting, wil dolgraag dat mensen het slot bezoeken en ziet allerlei kansen in het initiatief om spiegelprojecten te ontwikkelen naast de ambachtelijke reconstructie. Hij heeft ook wel ideeën hoe het proces kan helpen échte alternatieven voor de traditionele herbouw te ontwikkelen: “Stel je bijvoorbeeld eens voor dat je een lei zou kunnen ontwikkelen die energie kan opwekken?”

Energieproducerende lei

Hoewel Biryukova diep in de productie van leien is gedoken en veel kennis opdeed, is het niet bij haar opgekomen om een energieproducerende lei te ontwikkelen. Ze sluit niet uit dat dit alsnog in haar proces te integreren is: “SlotLab zou je kunnen zien als een open oproep aan iedereen die geïnteresseerd in het toepassen van nieuwe materialen en technieken. Ik probeer daarom nu ook leerlingen van St. Lucas in Boxtel te betrekken, waar vakmanschap wordt onderwezen.”

Waar Biryukova wél door geïntrigeerd raakte, is de negatieve CO2-voetafdruk van de toepassing van leien. Ze raakte in gesprek met de Nederlandse importeur en legde ook contact met de Britse leisteengroeve. Zo kwam Biryukova erachter dat het productieproces van leien een schokkende hoeveelheid afval produceert: “Slechts 3% van alle gewonnen leisteen wordt daadwerkelijk gebruikt. Leisteen breekt namelijk gemakkelijk tijdens de winning. Bovendien wordt er ontzettend veel water bij verspild.”

21-eeuwse variant van traditionele lei

Het onderzoek van Biryukova richt zich nu op ideale samenstelling van 21^e-eeuwse variant van de traditionele lei. Die bestaat weliswaar nog (deels) uit leisteen maar de productie verloopt heel anders: “Het gruis waar na de winning niets mee gedaan wordt is mijn basismateriaal.” Samen met het bedrijf Sqape, gespecialiseerd in het werken met restproducten voor de industrie, ontwikkelde ze een prototype van een lei die qua samenstelling te vergelijken is met een straatklinker, alleen is het vliegas vervangen door leisteengruis. Vliegas is de zeer fijne as (90% van de deeltjes is kleiner dan 0,075 mm) die met rookgassen uit verbrandingsinstallaties wordt meegevoerd, meestal voordat deze de schoorsteen verlaat.

Het idee van Biryukova om de samenstelling van een klinker als uitgangspunt te nemen en de vliegas te vervangen, leverde technisch gezien verassende resultaten op: “De sterkte en het gewicht van het prototype zijn gunstiger dan in de traditionele variant”, vertelt ze opgetogen. Ook de gladde afwerking en de kleur, die iets lichter grijs lijkt dan een traditionele lei, vallen haar niet tegen. Maar omdat er vooralsnog alleen een prototype ligt, is het nog te vroeg te beginnen met grootschalige productie: “Bovendien moet ik een producent vinden die geïnteresseerd is om mee te doen aan dit experiment, want Sqape ontwikkelt alleen de techniek. Daar is binnen SlotLab geen geld meer voor, dus heb ik een aanvraag voor financiering ingediend bij het Stimuleringsfonds voor de Creatieve Industrie.”

Leien ontwikkelen die aansluiten bij de welving van de koepel

Door haar deelname aan SlotLab heeft Biryukova haar uitvinding al op de reconstructie van Slot Schaesberg kunnen testen. Samen met de architecten Niels Groeneveld en Raoul Vleugels van Werkstatt onderzoekt zij hoe de constructie en de bekleding na te maken is. Haar nieuwe lei zal ook andere bijzondere vormen moeten aannemen om de welving van de bijzondere bolvormige koepel te volgen, die deel uitmaakte van de 17^e-eeuwse hoeve. “Mijn doel voor SlotLab is om leien te ontwikkelen die hierop aansluiten. Idealiter hebben we volgend jaar, tijdens de IBA tentoonstelling in Parkstad een schaalmodel om te presenteren aan bezoekers van Slot Schaesberg en aan de vakwereld.”

Een CO2-neutrale lei lijkt nog ver weg

Ondanks dat het onderzoek nog halverwege is, is de omkering van de bestanddelen van de lei feitelijk al een eindresultaat van het onderzoekslab. De vervanging van vliegas, een restproduct van steenkoolcentrales, door leigruis vormt een perfecte illustratie van de zoektocht naar de werking van de circulaire economie. Biryukova beseft zich dat ze daarmee één probleem voor de Nederlandse bouwpraktijk nog niet heeft opgelost: het gruis zal nog altijd uit Engeland geïmporteerd moeten worden, wat de CO2-voetafdruk niet zal verbeteren. Een CO2-neutrale lei lijkt daardoor alsnog ver weg.

Maar Biryukova is er niet het type naar om zich daarbij neer te leggen. Ze staat daarom op de Dutch Design Week om haar onderzoek toe te lichten en tegelijkertijd bezoekers haar onopgeloste onderzoeksvragen voor te leggen. “Ik wil ze vragen of ze weten waar vroeger de Nederlandse leisteengroeven hebben gelegen. Ik weet namelijk dat ze bestaan hebben, maar ik weet niet waar ze lagen. Wie weet loop ik wel iemand tegen het lijf die beschikt over die kennis, zou kunnen toch?”

Dit is het eerste artikel in een reeks van vier artikelen over het SlotLab, een initiatief van Simone de Waart (Material Sense), Aryan Klein (Slot Schaesberg) en Machiel Spaan (M3h architecten) in het kader van de Internationale Bau Ausstellung (IBA) Parkstad.

Het werk van Daria Biryukova en de andere ontwerpers van Slotlab, Teresa van Dongen, Werkstatt en Thom Schreuder, is tussen 19 en 27 oktober op de Dutch Design Week te vinden als onderdeel van de IBA presentatie ‘re+Mine’ in Yksi Expo, Torenallee 22-04 in Eindhoven.

Voor meer infor over SlotLab, zie https://www.materialsenselab.org/slotlab

Voor meer info over Slot Schaesberg, zie https://www.slotschaesberg.nl/

Auteur: Teun van den Ende