V krožnem gradbeništvu je zapiranje snovnih tokov odvisno od uporabe materialov, ki jih je mogoče reciklirati, odstranjevanja škodljivih snovi ter načrtovanja stavb za enostavno razstavljanje in ponovno uporabo njihovih sestavnih delov. Takšen pristop omogoča, da materiali ostanejo v uporabi čim dlje, s čimer grajeno okolje bistveno zmanjšuje nastajanje odpadkov in porabo naravnih virov.
Ključni koncept krožnega gradbeništva je stavba kot banka materialov (Buildings as Material Banks – BAMB), ki spodbuja urbano rudarjenje – pridobivanje dragocenih materialov iz obstoječih stavb namesto izkoriščanja novih naravnih virov. V tej viziji stavbe niso več obravnavane kot končni proizvodi, ki po koncu življenjske dobe postanejo odpadek, temveč kot dragocena skladišča materialov, ki jih je mogoče ponovno pridobiti, uporabiti ali predelati za nove namene. S podaljševanjem življenjske dobe materialov in zmanjševanjem potrebe po novih surovinah krožno gradbeništvo prispeva k usklajevanju porabe virov z regenerativno sposobnostjo planeta.
Pri materialih, vgrajenih v stavbo, je treba upoštevati dva ključna vidika. Prvi je njihova sposobnost vključevanja v tehnološki cikel (trajni materiali) ali biološki cikel (obnovljivi materiali). Drugi pa je, v kolikšni meri materiali skozi te tokove ohranjajo svojo vrednost.
Biološki in tehnološki cikel
Za učinkovito uveljavitev krožnega gradbeništva je bistveno razumeti, kako različni materiali, primerni za ponovno uporabo in recikliranje, krožijo znotraj tehnološkega in biološkega cikla.
Trajni materiali – tehnološki cikel
Trajni materiali (npr. jeklo, železo, aluminij in steklo) lahko svoje lastnosti ohranijo tudi po večkratni ponovni uporabi ali recikliranju, pogosto brez potrebe po dodatkih ali dodajanju primarnih surovin. Čeprav niso obnovljivi, predstavljajo dragocene vire, ko enkrat vstopijo v proizvodni cikel. Za njihovo učinkovito kroženje sta ključna ustrezno upravljanje, ki preprečuje izgube materiala, ter pravilno vzdrževanje, ki preprečuje korozijo. Ponovna uporaba ali recikliranje je še posebej pomembno pri materialih, kot je aluminij, saj ima pridobivanje njegove osnovne rude – boksita – velik vpliv na okolje.
Obnovljivi materiali – biološki cikel
Obnovljivi materiali sodijo v biološki cikel, kjer jih naravni procesi omogočajo dolgoročno obnavljati. Mednje spadajo rastlinska vlakna (les, bambus, konoplja, lan, bombaž in slama), materiali rastlinskega izvora (linolej, pluta, riževe luščine), materiali živalskega izvora (na primer volna) ter glive (predvsem micelij).
Poleg nizkega ogljičnega odtisa imajo nekateri biološki materiali pomembno vlogo pri razogljičenju, saj med rastjo vežejo ogljik. Če jih uporabljamo čim dlje, jih vključujemo v tehnološki cikel in ohranjamo njihovo čim večjo vrednost, preprečujemo sproščanje shranjenega ogljika nazaj v ozračje.
Napredek pri razvoju izdelkov in industrijski proizvodnji je omogočil, da biološki materiali danes izpolnjujejo sodobne gradbene standarde ter se uporabljajo tudi v večjih gradbenih projektih. Vse pogosteje so na voljo izdelki, kot so plošče iz slame (riževe in drugih vrst), konopljini zidaki, izolacija iz ovčje volne in akustične plošče iz micelija. Uporaba slame prispeva tudi k zmanjševanju okoljskih obremenitev, povezanih z njenim sežiganjem po žetvi.
Geomateriali – lokalni materiali z majhnim vplivom na okolje
Geomateriali, kot so glina, zbita zemlja, apno in kamen, predstavljajo še eno pomembno možnost za krožno gradbeništvo. Čeprav niso niti obnovljivi niti trajni materiali, so pogosto lokalnega izvora, zahtevajo malo energije za predelavo ter jih je po koncu življenjske dobe mogoče preprosto ponovno uporabiti.
Tradicionalno so bili značilni za ljudsko oziroma vernakularno arhitekturo, danes pa zaradi tehnološkega razvoja in industrializacije ponovno pridobivajo pomen. Izdelki, kot so prefabricirani elementi iz surove zemlje ali glineni sistemi zaključnih ometov, dokazujejo, da lahko geomateriali združujejo majhen vpliv na okolje, možnost široke uporabe in skladnost s sodobnimi gradbenimi predpisi.
Kratki krožni tokovi in ohranjanje vrednosti materialov
Krožno gospodarstvo temelji na ohranjanju materialov v uporabi pri njihovi najvišji možni vrednosti – bodisi kot izdelkov, sestavnih delov ali surovin. Cilj je, da nič ne postane odpadek.
Pri zapiranju snovnih tokov ločimo naslednje postopke: ponovno uporabo, obnovo oziroma ponovno proizvodnjo (remanufacturing), recikliranje in snovno ali energetsko predelavo. Prednost imajo postopki, ki ohranjajo največjo vrednost materiala, na primer neposredna ponovna uporaba izdelka pred njegovim recikliranjem.
Ponovna uporaba (Reuse)
Izdelki se po razgradnji stavbe ohranijo in ponovno uporabijo v novih objektih, kjer postanejo del novega gradbenega sistema.
Obnova oziroma ponovna proizvodnja (Remanufacturing)
Posamezni sestavni deli se uporabijo za izdelavo novih proizvodov, katerih lastnosti in učinkovitost so enake ali celo boljše od prvotnih. Ponovna uporaba in obnova zahtevata bistveno manj energije kot izdelava novih izdelkov ter zmanjšujeta porabo primarnih surovin.
Recikliranje
Recikliranje predstavlja zadnjo stopnjo ohranjanja materialne vrednosti, pri kateri se material predela v novo surovino za nadaljnjo uporabo.
Nadgradno recikliranje (Upcycling)
Materiali se predelajo v izdelke z višjo dodano vrednostjo od prvotnih. Primer je izdelava preprog iz recikliranih ribiških mrež.
Recikliranje pred in po uporabi (Pre- in post-consumer recycling)
Materiali se predelajo v enake ali podobne izdelke. Lahko se ponovno pridobijo že med proizvodnim procesom (pred uporabo) ali po uporabi izdelka pri končnem uporabniku (po uporabi). Za slednje je treba vzpostaviti učinkovite sisteme povratne logistike, ki omogočajo zbiranje izdelkov, še preden postanejo odpadek. Proizvajalci in investitorji lahko sklenejo dogovore o vračanju izdelkov po koncu njihove življenjske dobe. Takšno vračanje dodatno spodbuja model izdelek kot storitev (Product as a Service), pri katerem proizvajalec ohrani lastništvo izdelka in ga uporabniku zagotavlja v uporabo.
Podgradno recikliranje (Downcycling) oziroma snovna predelava
Gre za recikliranje, pri katerem material izgubi del svoje vrednosti. Zaradi mešanja različnih materialov jih ni več mogoče kakovostno ločiti, zato se lahko uporabijo le za izdelke z nižjo dodano vrednostjo.
Pridobivanje energije
Kadar materialov ni več mogoče ponovno uporabiti ali reciklirati, je mogoče izkoristiti vsaj energijo, ki jo vsebujejo, s postopki energetske predelave. Vendar je to najmanj zaželena možnost v krožnem gospodarstvu, saj se material izgubi, vrednosti, ustvarjene z njegovim pridobivanjem, predelavo in proizvodnjo, pa ni več mogoče ohraniti. Povrne se le majhen delež prvotne vrednosti izdelka v obliki energije, zato je energetska predelava primerna šele takrat, ko so izčrpane vse možnosti ponovne uporabe in recikliranja materialov.