• Robots en drones zorgen voor betere efficiëntie
  • 3D-printtechnologie – de oplossing voor de groeiende huisvestingsvraag?
  • Kunstmatige intelligentie kan overmatig papierwerk elimineren
  • Biotechnologie maakt zelfherstellend beton mogelijk
  • Virtual- en augmented reality (VR/AR): de onderscheidende en concurrerende factor
  • Modulaire constructies en prefab gebouwen tillen de constructiesector naar nieuwe hoogten

Hoewel de technologische ontwikkelingen de afgelopen jaren in veel sectoren een ontwrichtende invloed hebben gehad, is men in de bouw wat langzamer met het implementeren van technologie. Deze sector is traditioneel aan de conservatieve kant en heeft wel stapsgewijs veranderingen geïmplementeerd, maar toch vooral vastgehouden aan beproefde technieken en methoden. De toegenomen concurrentie, de vraag naar kortere bouwtijden en de opzienbarende technologische vooruitgang dwingen bouwbedrijven echter tot verandering.

3D-printtechnologie biedt steeds vaker een oplossing voor de groeiende huisvestingsvraag en robots en drones nemen gevaarlijke taken over en zijn een goedkoop en efficiënt alternatief voor menselijke arbeid. Nieuwe, op KI gebaseerde platformen maken papierloze organisatie voor architectonische ontwerpen en ideeën mogelijk en steeds meer architecten ontwerpen op duurzame manier.

Robots en drones zorgen voor betere efficiëntie

Een paar decennia geleden werden robots in de automobielindustrie geïntroduceerd en ze zijn betrouwbaar, efficiënt en kosteneffectief gebleken – sterker nog, ze hebben de industrie gerevolutioneerd. Nu stapt een nieuwe generatie robots ook andere industrieën binnen, waaronder de bouw. Markus Giftthaler, een ingenieur uit Zwitserland, creëerde bijvoorbeeld een robot die kan metselen. De In Situ Fabricator 1 heet deze robot, en hij is ontworpen om in complexe omgevingen semi-autonoom te werken. Hij wordt beschouwd als de eerste machine ter wereld die in staat is om ontwerpen te bouwen die niet ‘standaard’ zijn. De robot is stof- en waterdicht en past door een normale deuropening. De In Situ Fabricator 1 is ook verbonden met het internet, waardoor architecten zijn werk kunnen monitoren en dankzij ingebouwde camera’s kan de robot de bouwplaats eenvoudig navigeren.

Witte metselrobot In Situ Fabricator 1

Een paar decennia geleden werden robots in de automobielindustrie geïntroduceerd en ze zijn betrouwbaar, efficiënt en kosteneffectief gebleken – sterker nog, ze hebben de industrie gerevolutioneerd.

Omdat ze efficiënt zijn, weinig kosten en zeer flexibel en adaptabel zijn zien we ook drones steeds vaker in de bouw. Volgens de Green Building Council in het Verenigd Koninkrijk wordt bijna 15 procent van de materialen die op de bouwplaats worden afgeleverd, verspild. Dit leidt tot aanzienlijke financiële verliezen. Met behulp van drones kunnen bouwvakkers hun bouwplaats controleren en beoordelen hoeveel materiaal er wordt opgeslagen. Op basis van luchtfoto’s kunnen ze betere schattingen maken van de te bestellen materialen, waardoor verspilling tot een minimum wordt beperkt. Naast de vele economische voordelen vervullen drones ook een andere waardevolle functie: het redden van levens. Met behulp van drone mapping kunnen heel eenvoudig foto’s gemaakt worden van potentieel gevaarlijke locaties zonder dat iemand er fysiek naartoe hoeft.

3D-printtechnologie – de oplossing voor de groeiende huisvestingsvraag?

Volgens schattingen van de VN hebben in 2030 bijna drie miljard mensen huisvesting nodig. 3D-printtechnologie is hier een mogelijke oplossing voor, met name omdat deze technologie in veel gevallen sneller en goedkoper is dan het conventionele bouwproces. In Dubai zijn plannen om ’s werelds eerste 3D-geprinte wolkenkrabber te bouwen. Dit initiatief is onderdeel van hun ambitieuze doelstelling om tegen 2030 een kwart van alle gebouwen 3D te printen. In 2016 legde deze stad de laatste hand aan het eerste 3D-geprinte kantoorgebouw. Nu zijn ze van plan om dezelfde 3D-technologie te gebruiken voor andere constructies, zoals bruggen en straatmeubilair. Ook Europa is druk met 3D-printtechnologie in de weer. Sterker nog, meer dan 60 procent van alle op 3D-printing gebaseerde constructiewerkzaamheden vinden in Europa plaats, waardoor dit continent de potentie heeft om een leider te worden in op 3D-printing gebaseerde constructie.

3D-printer print huizen

Volgens schattingen van de VN hebben in 2030 bijna drie miljard mensen huisvesting nodig.

Kunstmatige intelligentie kan overmatig papierwerk elimineren

Ook kunstmatige intelligentie (KI) speelt een belangrijke rol in de transformatie van de bouwsector, van autonome apparatuur tot BIM (Building Information Modelling). Met behulp van GPS, radar en drones kan autonome apparatuur de omgeving navigeren en zonder menselijke tussenkomst functioneren. KI is bijvoorbeeld ook nuttig bij het elimineren van overmatig papierwerk. Een BIM geeft werknemers toegang tot informatie over alle bouwfasen, van het ontwerp naar het uiteindelijke gebouw. Door KI los te laten op de verzamelde data kunnen ontwerpers een BIM sneller en efficiënter interpreteren, conclusies trekken en beslissingen nemen.

Biotechnologie maakt zelfherstellend beton mogelijk

De huidige bouwmaterialen vergen voortdurend onderhoud. Ze zijn ook vaak duur om te produceren en te transporteren en de meeste zijn allesbehalve milieuvriendelijk. Biologische materialen als huid, bot of schors bieden significante voordelen ten opzichte van niet-levende materialen, vooral op het gebied van duurzaamheid en zelfherstellend vermogen. Biologische benaderingen voor de vermindering van afval en energieverbruik hebben al enorm veel commerciële belangstelling gewekt. Veel onderzoekers experimenteren nu met levende organismen als bacteriën in ‘dode’ componenten als beton. Professor Henk Jonkers van de Technische Universiteit Delft in Nederland slaagde er bijvoorbeeld in om zelfhelend beton te maken dat bacteriën gebruikt om scheuren te repareren met behulp van het biomineralisatie-proces, waarbij bacteriën – door de chemische samenstelling van hun omgeving te veranderen – minerale kristallen vormen. Het magnifieke van biomineralisatie is dat dit proces koolstof uit de lucht verwijdert, in tegenstelling tot normaal cement en beton dat juist veel kooldioxide produceert.

Grijze betonvloer met barsten

De huidige bouwmaterialen vergen voortdurend onderhoud.

Virtual- en augmented reality (VR/AR): de onderscheidende en concurrerende factor

Naar verwachting bereikt de wereldwijde bouwmarkt in 2020 maar liefst $10,3 biljoen en omdat er fors in grote projecten geïnvesteerd wordt, kosten eventuele fouten of problemen meestal ook een fortuin. Veel fouten kunnen met behulp van nieuwe technologie echter worden vermeden. Dankzij VR en AR kunnen architecten en bouwbedrijven hun klanten nu woningen en gebouwen aanbieden die precies zo zijn als ze voor ogen hadden. Een voordeel van VR is dat het verschillende Levels of Detail (LOD of niveaus van detail) kan bieden. Zo kan een architect bijvoorbeeld in de vroege ontwerpfase een gevoel krijgen van ‘ruimtelijke relaties en massatie’. Een van de belangrijkste ontwikkelingen op het gebied van AR in de bouw is Simultaneous Localisation And Mapping of SLAM (simultaan lokaliseren en in kaart brengen). Het SLAM-systeem heeft lidarsensors waarmee men met behulp van laserlichten de afstand tussen objecten kan meten. Hierdoor kan men een projectlocatie binnen enkele minuten nauwkeurig in kaart brengen. Eventuele fouten komen letterlijk onmiddellijk aan het licht, waardoor problemen vroegtijdig – en goedkoper – kunnen worden opgelost.

Man en vrouw met VR headset kijken naar maquette van gebouwen

Naar verwachting bereikt de wereldwijde bouwmarkt in 2020 maar liefst $10,3 biljoen en omdat er fors in grote projecten geïnvesteerd wordt, kosten eventuele fouten of problemen meestal ook een fortuin.

Modulaire constructies en prefab gebouwen tillen de constructiesector naar nieuwe hoogten

Modulaire bouw, soms ook wel off-site constructie of prefab-bouw genoemd, staat op het punt om de bouwsector te revolutioneren – met name omdat deze manier van bouwen kosteneffectief, tijdbesparend en van hoge kwaliteit is. Modulaire gebouwen worden zo gebouwd dat ze voldoen aan bestaande bouwnormen. Omdat ze in een gereguleerde omgeving gebouwd worden, verhoogt dat niet alleen de kwaliteitscontrole maar maakt het ook de arbeidsomstandigheden veiliger. Doordat de productie nauwkeurig en voorspelbaar is, wordt afval beperkt en zijn nauwkeurige schattingen over de oplevering mogelijk. Bovendien worden modulaire bouwtechnieken vaak met duurzame materialen gecombineerd, wat prefabwoningen naar een nog hoger niveau tilt.

Duurzaam design en groene architectuur zijn tegenwoordig net zo belangrijk als de juiste industriële betonmixer en steeds meer toonaangevende bouwbedrijven wereldwijd omarmen duurzaam ontwerpen en groen bouwen. Volgens schattingen van de bouwgroep McGraw-Hill bereikte niet-residentiële groene constructie in de VS in 2005 een waarde van ongeveer $3 miljard. Tegen 2015 was de geschatte projectwaarde maar liefst tussen 120 en 145 miljard dollar. Deze cijfers zijn een duidelijke indicator dat velen bereid zijn te investeren in onderzoek en implementatie van duurzame bouwmaterialen. De meeste conventionele isolatiematerialen zijn synthetisch en bevatten additieven en chemicaliën die ze extreem giftig maken. Dit is de belangrijkste reden waarom architecten en ingenieurs voor isolatiedoeleinden steeds vaker natuurlijke alternatieven gebruiken, zoals als wol, hennep en cellulose.

De bouwsector is rijp voor verandering. Dankzij technologische innovaties – gecombineerd met duurzame materialen die milieuvriendelijke constructies mogelijk maken – is de overgang van traditioneel naar modern bouwen nog nooit zo eenvoudig geweest. 3D-printtechnologie en automatisering zullen ervoor zorgen dat men beter aan de groeiende huisvestingsvraag kan voldoen en robots en drones zullen in de toekomst van de bouw zij aan zij werken met menselijke arbeiders.