SlideShare a Scribd company logo
1 of 21
Download to read offline
309
Exploring new parametric concepts
for the circular economy
Jan-Pieter den Hollander
Janpieter@bouwenmetstaal.nl
1- EU sustainability requirements
2- Current building design proces
3- Potential parametric modelling
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
European Commission (July 2018)
EN15804: Environmental Product Declarations (Amendment)
A: Production
B: Use
C: End-of-Life
D: Benefits recycling/reuse
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
EN15804 in detail: 17 (sub)modules
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
NL “resource agreement 2017”
Electricity NL from 1938 - 2015
2030: 50% < CO2-eq.
50% < resource use
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
We use a lot of energy ……
2017
Madrid Maersk
210.000 ton
18 sailors
3 weeks
25.000 ton CO2-eq.
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
1628
VOC Batavia
800 ton
200 sailors (> 50% died)
30 weeks
0 ton CO2-eq.
Current building design proces
J. Allwood P. MacLeamy
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
?
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Warehouse by specialist (benchmark)
Structural Unit (SU)
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
The Circular Economy (Design out waste)
Power of Circling longer Power of The inner circle
Ellen MacArthur Foundation (2012)
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Maximise reuse: 1) whole of the Netherlands
Windarea I: 100%
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Windarea III: 57%
Maximise reuse: 2) potential functionality
+Solar
+Solar ready:
prepared for extra weight PV
+Solar+Green
+Solar+Green ready:
most likely to be reused (?)
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Results in terms of weight
Description Down
[kN/m2]
Windarea Up
[kN/m2]
Total
[kg/m2]
BAU 1,2↓ I 0,9↑ 24,7
1,2↓ III 0,5↑ 23,1
+Solar 1,7↓ I 0,5↑ 25,21
1,7↓ III 0,1↑ 23,61
+Solar ready 1,7↓ I 0,9↑ 26,81
1,7↓ III 0,5↑ 25,21
+Solar+Green 2,8↓ I 1,0↓ 29,38
2,8↓ III 1,3↓ 29,38
+Solar+Green ready 2,8↓ I 0,9↑ 31,98
2,8↓ III 0,5↑ 30,78
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Principle “environmental calculation”
kg x [kg indicator/kg] = kg indicator (i.e. CO2-eq.)
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
EN15804: > 20 environmental indicators
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Module A (Production)
% mass virgin/primary
𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒 𝐴 = e 𝑃𝐸 + M 𝑉𝑀 𝑖𝑛 ∙ E 𝑉𝑀 𝑖𝑛 + M 𝑀𝑅 𝑖𝑛 ∙ E 𝑀𝑅𝑎𝑓𝑡𝑒𝑟𝐸𝑜𝑊𝑖𝑛 + M 𝐸𝑅𝑖𝑛 ∙ E 𝐸𝑅𝑎𝑓𝑡𝑒𝑟𝐸𝑜𝑊𝑖𝑛
% mass recycled
Unit emission virgin/primary
Unit emission recycled
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Module D (Benefits recycling/reuse)
% mass recycled (i=1) OR reused (i =2)
Unit emission substituted virgin/primary
Unit emission recycled
൱𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒 𝐷1 = ෍
𝑖
(M 𝑀𝑅𝑜𝑢𝑡|𝑖−M 𝑀𝑅𝑖𝑛|𝑖) ∙ (E 𝑀𝑅𝑎𝑓𝑡𝑒𝑟𝐸𝑜𝑊𝑜𝑢𝑡|𝑖 − E 𝑉𝑀𝑆𝑢𝑏𝑜𝑢𝑡|𝑖 ∙
𝑄 𝑅 𝑜𝑢𝑡
𝑄 𝑆𝑢𝑏
|𝑖)
Quality
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Inner circle (assumptions)
Amount
MVM in = 55%
MMR in = 45%
MMR out|1 = estimated
Emission virgin material (kg CO2 eq./kg)
EVM in = EVMSub out|1 = EVMSub out|2 = 1,9
Emission recycled material (kg CO2 eq./kg)
EMRafterEoW in = EMRafterEoW out|2 = 0,39
Emission reused material (kg CO2 eq./kg)
EMRafterEoW out|1 = 0,1
Quality = 1 (both recycling and reuse)
>
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Inner circle: result in terms of CO2-eq.
Windarea SU +decking
% reuse ? emodule A emodule d1 Grand total
BAU I 0 26,6 -13,3 13,3
III 0 24,8 -12,4 12,4
+Solar I 50 27,1 -17,8 9,3
III 40 25,4 -16,1 9,3
+Solar ready I 70 28,9 -20,1 8,8
III 60 27,1 -18,2 8,9
+Solar+Green I 40 31,7 -20,5 11,2
III 30 31,7 -20 11,7
+Solar+Green ready I 80 34,4 -24,8 9,6
III 70 33,2 -23,3 9,9
≥15%
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Discussion
Society demands more sustainable buildings
Design phase gets tighter
Sustainable uncertainties and assumptions too complex for
conventional modelling
Parametric design is a nice (?) solution
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
Thank you !
Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl

More Related Content

More from Jan-Pieter den Hollander

More from Jan-Pieter den Hollander (6)

Bouwwereld19_Hogesterktestaal.PDF
Bouwwereld19_Hogesterktestaal.PDFBouwwereld19_Hogesterktestaal.PDF
Bouwwereld19_Hogesterktestaal.PDF
 
Vrijheid vormgeving jp.den.hollander2002
Vrijheid vormgeving jp.den.hollander2002Vrijheid vormgeving jp.den.hollander2002
Vrijheid vormgeving jp.den.hollander2002
 
Hs svoor m2i8mrt2012
Hs svoor m2i8mrt2012Hs svoor m2i8mrt2012
Hs svoor m2i8mrt2012
 
Lezing duurzaamseminar2012j pdenhollander
Lezing duurzaamseminar2012j pdenhollanderLezing duurzaamseminar2012j pdenhollander
Lezing duurzaamseminar2012j pdenhollander
 
Cp Bdoorrekening Verkiezingsprogrammas2012 Bm S
Cp Bdoorrekening Verkiezingsprogrammas2012 Bm SCp Bdoorrekening Verkiezingsprogrammas2012 Bm S
Cp Bdoorrekening Verkiezingsprogrammas2012 Bm S
 
Berenschot.9feb2011.Bm S
Berenschot.9feb2011.Bm SBerenschot.9feb2011.Bm S
Berenschot.9feb2011.Bm S
 

MIT Exploring new parametric concepts for the circular economy IASS2018

  • 1. 309 Exploring new parametric concepts for the circular economy Jan-Pieter den Hollander Janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 2. 1- EU sustainability requirements 2- Current building design proces 3- Potential parametric modelling Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 3. European Commission (July 2018) EN15804: Environmental Product Declarations (Amendment) A: Production B: Use C: End-of-Life D: Benefits recycling/reuse Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 4. EN15804 in detail: 17 (sub)modules Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 5. NL “resource agreement 2017” Electricity NL from 1938 - 2015 2030: 50% < CO2-eq. 50% < resource use Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 6. We use a lot of energy …… 2017 Madrid Maersk 210.000 ton 18 sailors 3 weeks 25.000 ton CO2-eq. Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl 1628 VOC Batavia 800 ton 200 sailors (> 50% died) 30 weeks 0 ton CO2-eq.
  • 7. Current building design proces J. Allwood P. MacLeamy Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 8. ? Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 9. Warehouse by specialist (benchmark) Structural Unit (SU) Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 10. The Circular Economy (Design out waste) Power of Circling longer Power of The inner circle Ellen MacArthur Foundation (2012) Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 11. Maximise reuse: 1) whole of the Netherlands Windarea I: 100% Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl Windarea III: 57%
  • 12. Maximise reuse: 2) potential functionality +Solar +Solar ready: prepared for extra weight PV +Solar+Green +Solar+Green ready: most likely to be reused (?) Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 13. Results in terms of weight Description Down [kN/m2] Windarea Up [kN/m2] Total [kg/m2] BAU 1,2↓ I 0,9↑ 24,7 1,2↓ III 0,5↑ 23,1 +Solar 1,7↓ I 0,5↑ 25,21 1,7↓ III 0,1↑ 23,61 +Solar ready 1,7↓ I 0,9↑ 26,81 1,7↓ III 0,5↑ 25,21 +Solar+Green 2,8↓ I 1,0↓ 29,38 2,8↓ III 1,3↓ 29,38 +Solar+Green ready 2,8↓ I 0,9↑ 31,98 2,8↓ III 0,5↑ 30,78 Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 14. Principle “environmental calculation” kg x [kg indicator/kg] = kg indicator (i.e. CO2-eq.) Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 15. EN15804: > 20 environmental indicators Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 16. Module A (Production) % mass virgin/primary 𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒 𝐴 = e 𝑃𝐸 + M 𝑉𝑀 𝑖𝑛 ∙ E 𝑉𝑀 𝑖𝑛 + M 𝑀𝑅 𝑖𝑛 ∙ E 𝑀𝑅𝑎𝑓𝑡𝑒𝑟𝐸𝑜𝑊𝑖𝑛 + M 𝐸𝑅𝑖𝑛 ∙ E 𝐸𝑅𝑎𝑓𝑡𝑒𝑟𝐸𝑜𝑊𝑖𝑛 % mass recycled Unit emission virgin/primary Unit emission recycled Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 17. Module D (Benefits recycling/reuse) % mass recycled (i=1) OR reused (i =2) Unit emission substituted virgin/primary Unit emission recycled ൱𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒 𝐷1 = ෍ 𝑖 (M 𝑀𝑅𝑜𝑢𝑡|𝑖−M 𝑀𝑅𝑖𝑛|𝑖) ∙ (E 𝑀𝑅𝑎𝑓𝑡𝑒𝑟𝐸𝑜𝑊𝑜𝑢𝑡|𝑖 − E 𝑉𝑀𝑆𝑢𝑏𝑜𝑢𝑡|𝑖 ∙ 𝑄 𝑅 𝑜𝑢𝑡 𝑄 𝑆𝑢𝑏 |𝑖) Quality Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 18. Inner circle (assumptions) Amount MVM in = 55% MMR in = 45% MMR out|1 = estimated Emission virgin material (kg CO2 eq./kg) EVM in = EVMSub out|1 = EVMSub out|2 = 1,9 Emission recycled material (kg CO2 eq./kg) EMRafterEoW in = EMRafterEoW out|2 = 0,39 Emission reused material (kg CO2 eq./kg) EMRafterEoW out|1 = 0,1 Quality = 1 (both recycling and reuse) > Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 19. Inner circle: result in terms of CO2-eq. Windarea SU +decking % reuse ? emodule A emodule d1 Grand total BAU I 0 26,6 -13,3 13,3 III 0 24,8 -12,4 12,4 +Solar I 50 27,1 -17,8 9,3 III 40 25,4 -16,1 9,3 +Solar ready I 70 28,9 -20,1 8,8 III 60 27,1 -18,2 8,9 +Solar+Green I 40 31,7 -20,5 11,2 III 30 31,7 -20 11,7 +Solar+Green ready I 80 34,4 -24,8 9,6 III 70 33,2 -23,3 9,9 ≥15% Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 20. Discussion Society demands more sustainable buildings Design phase gets tighter Sustainable uncertainties and assumptions too complex for conventional modelling Parametric design is a nice (?) solution Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl
  • 21. Thank you ! Jan-Pieter den Hollander, Bouwen met Staal, janpieter@bouwenmetstaal.nl