Tekla Structures en circulair staalontwerp: workflow en tips
Sta je voor een ontwerpuitdaging en wil je niet meer bouwen, maar materialen beheren?
Circulair staal is het antwoord. Je gebruikt niet zomaar een stuk staal, je kiest voor bestaande profielen of hoogwaardig herbruikbaar nieuw staal.
En Tekla Structures is jouw ultieme gereedschap om dit te regelen. Je bent hier niet om zomaar een model te maken; je bent hier om een materiaalpaspoort te creëren. Dit is de realiteit van urban mining: je bent een materialenjager. En Tekla helpt je om die schatten te verwerken tot een bouwplan.
Waarom je direct moet starten met circulair denken
De tijd van 'hakken en stapelen' is voorbij. De bouwsector zit vol met CO2-uitstoot en verspilling.
Circulair bouwen met staal draait om één ding: behoud van waarde. Als je een gebouw ontwerpt, denk je nu al na over hoe het over 50 jaar weer gedemonteerd kan worden. Dat betekent dat je geen lijmverbindingen gebruikt die onherstelbaar zijn, maar dat je werkt met boutverbindingen. Staal is hier perfect voor.
Het is oneindig recyclebaar, maar de productie ervan kost nog steeds veel energie. De grootste winst haal je dus door staal een tweede leven te geven.
In Tekla Structures betekent dit dat je de 'levensloop' van de materialen vastlegt.
Je weet straks precies hoeveel kilo staal er in je gebouw zit, van welke kwaliteit het is en hoe je het er weer uit haalt.
De workflow: Van sloopbouwput tot Tekla-model
Het begint bij de bron: de sloop of de staalhandel. Je zoekt naar profielen die geschikt zijn voor hergebruik, denk aan IPE 200 of HEA 240 profielen.
Vaak zijn deze nog in uitstekende staat. In Tekla Structures zet je deze materialen niet in als 'nieuw', maar als 'gebruikt'.
Je geeft ze een specifieke status mee. Een handige manier is het werken met specifieke bibliotheekprofielen. Je maakt een aparte map aan in je profielbibliotheek voor 'Circulair Hergebruik'. Hierin zet je de profielen die je daadwerkelijk op de markt kunt vinden.
Zo voorkom je dat je een ontwerp maakt met een HEA 300 terwijl de sloopleverancier alleen HEA 280 beschikbaar heeft.
Pas je ontwerp aan de materialen aan, niet andersom. In het 3D-model markeer je deze elementen. Gebruik kleuren of specifieke attributen.
Je wilt in één oogopslag zien: dit is nieuw staal (blauw) en dit is hergebruikt staal (groen). Dit helpt bij de bouwlogistiek en de kostenberekening.
De kracht van de materiaalpaspoorten
Hergebruikstaal is vaak goedkoper in aanschaf, maar duurder in bewerking (reinigen, controleren).
Zonder data ben je nergens. In Tekla Structures bouw je de 'Materiaalpaspoorten' op. Elk stuk staal dat je modelleert, krijgt een lijst met eigenschappen mee.
- Het productiejaar.
- De staalsoort (bijvoorbeeld S355).
- De herkomst (welke staalfabrikant).
- De certificaten (EN 10204 3.1).
Dit gaat verder dan alleen het profieltype. Je voegt toe: Wanneer je dit consistent doet, exporteer je aan het einde van het project een lijst.
Dit bestand is goud waard voor de exploitant. Als het gebouw ooit gesloopt wordt, weet de volgende generatie precies wat voor materiaal het kan oogsten.
Dit is de basis van urban mining: het beschouwen van de bouwput als een toekomstige mijn.
Technische details: Modelleren voor demontage
Hoe je in Tekla Structures modelleert, bepaalt of een gebouw circulair is. Door de inzet van systems engineering in circulaire projecten blijft de demontabelheid gewaarborgd.
Dit begint bij de verbindingen. In Tekla maak je verbindingen die je eenvoudig kunt losdraaien. Geen doorschietende bouten die je niet bij kunt, maar duidelijke verbindingen.
Je kunt in Tekla ook 'Mock-ups' maken van circulaire verbindingen. Bijvoorbeeld een verbinding die specifiek is ontworpen om te hergebruiken, passend binnen een circulaire ontwerpworkflow voor architecten.
Denk aan boutgaten die op vaste maten staan, zodat ze altijd op een ander profiel passen. Dit noem je wel 'ontwerpen voor desassembleerbaarheid'. Je modelleert de bouten en moeren nu expliciet, je verbergt ze niet in een 'standaard verbaling'.
Een andere techniek is het werken met 'BIM for Deconstruction'. Je kunt in Tekla aangeven of een verbinding gelast of gebout is.
Als je een last verbinding gebruikt, is het materiaal vaak niet meer hoogwaardig te recyclen (het wordt constructief veranderd).
Door dit in het model te registreren, weet je dat dit element straks in de smeltoven belandt, terwijl de geboutte ligger hergebruikt kan worden.
Kosten en ROI: Is het duurder?
Veel ontwerpers denken dat circulair bouwen met staal direct meer kost. Dat hangt mede af van de uitwisseling van digitale materiaalgegevens.
Nieuw staal kost op dit moment rond de €1,20 tot €1,50 per kilo (afhankelijk van de markt). Hergebruikt staal is vaak goedkoper in materiaalwaarde, soms €0,80 per kilo, maar de bewerking kost geld.
De echte kosten zitten in het uitzoekwerk. Het inspecteren, stralen en opnieuw certificeren van een oud HEA profiel kost al snel €300,- tot €500,- per stuk, afhankelijk van de complexiteit. In je offerte moet je dus rekening houden met: De Return on Investment (ROI) zit hem vaak in het imago en de toekomstbestendigheid. Een gebouw met een FSC-gecertificeerd houten geraamte en circulair staal krijgt een hogere ESG-score.
- Aanschafprijs van het oude staal (vaak lager).
- Kosten voor reinigen en zandstralen.
- Kosten voor het opnieuw ultrageluidonderzoek (UT) om scheuren te checken.
- Meer uren in de engineering (ontwerpen met vaste maten is lastiger).
Dit levert geld op bij verhuur en verkoop. Bovendien, de CO2-heffing gaat stijgen.
Nieuw staal produceert 1,8 kg CO2 per kg staal. Hergebruikstaal bijna 0. Daar betaal je straks minder belasting over.
Praktische tips om morgen te beginnen
Wil je echt aan de slag? Hier is hoe je het aanpakt, zonder dat je complete workflow op de schop hoeft.
1. Start met een 'Herbruikbare Component' bibliotheek.
Maak in Tekla een set van standaard onderdelen die je vaak gebruikt, maar ontwerp ze zo dat ze makkelijk los te koppelen zijn. Denk aan een standaard verbinding voor een kolom-op-kolom verbinding die je met 4 bouten vastzet.
Sla dit op als een Intelligent Component. 2. Gebruik de "Unieke ID" optie.
In Tekla kun je elk object een unieke ID geven.
Zorg dat dit ID overeenkomt met het ID van het fysieke materiaal als je een oude lading koopt.
Scan de profielen bij de leverancier, en koppel die QR-code of sticker aan je Tekla-model. Zo weet je zeker dat het model klopt met de realiteit. 3. Pas op met coatings.
Als je staal gaat hergebruiken, moet je de coating verwijderen. Dit is duur en giftig.
Overweeg in je ontwerp om te werken met onbehandeld staal binnen of juist met coatings die makkelijk verwijderd kunnen worden (bv. bepaalde epoxy's). Bespreek dit met de leverancier van de coating. 4.
Lever een "Demontagehandleiding" mee.
Je bent pas echt circulair als je de sloopploeg helpt. Geef ze niet alleen de bouwtekeningen, maar een handleiding waarin staat: "Verwijder bouten A en B, dan valt de ligger eruit zonder dat deze beschadigd." Dit maak je in Tekla met extra annotaties. Werken met Tekla Structures voor circulair staal is een mindset.
Het is stoppen met denken in 'productie' en beginnen met denken in 'beheer'.
Je bent geen tekenaar meer, je bent een materialenmanager. En met de juiste instellingen in Tekla, bouw je niet alleen een gebouw, maar leg je de basis voor de materiaalvoorraad van de toekomst.