De snelle evolutie van de technieken, de internationale concurrentie en de veranderende woonnoden vergen een innovatieve transformatie van de bouwbedrijven. Terwijl de bouwsector op technologisch vlak enigszins achterliep, wordt het duidelijk dat nieuwe technologieën zoals robotica, 3D printing en big data de volgende jaren wél ingang zullen vinden op de Belgische bouwwerven. We zetten de belangrijks innovaties op een rijtje.
Vaak wordt gewezen naar de traditionele, behoudsgezinde cultuur in de bouwsector om te verklaren waarom ingrijpende technologische innovaties zo moeilijk ingang vinden. Het is echter de structuur van de markt die er voor zorgt dat veel bestaande (oude) technologieën die massaproductie mogelijk maken, niet geschikt zijn om in de bouw te dienen. Plaatsgebonden productie (op de bouwwerf zelf), steeds iets anders moeten bouwen en een volatiele markt noodzaakt bouwbedrijven om flexibel te blijven. Hoge investeringen voor massaproductie zijn daarom geen optie.
In verschillende rapporten zoals dat van ING Bank ‘Hightech meets business’ worden een aantal belangrijke technologieën geïdentificeerd die richting 2025 voor innovatie zullen zorgen en het vermogen hebben om de sector flink te veranderen. Ze bieden bouwbedrijven de mogelijkheid om het bouwproces efficiënter te maken mét behoud van de nodige flexibiliteit.
De bouwsector kan met deze nieuwe technologische ontwikkelingen de stap maken van de huidige stukfabricage naar ‘mass customization’. Bij ‘mass customization’ kunnen klantspecifieke wensen in serie geproduceerde producten worden verwerkt. Technologie kan bouwbedrijven de benodigde flexibiliteit opleveren om dit te realiseren.
1Robotica
verschillende taken uitvoeren
Robots komen nog nauwelijks voor in de bouwsector. Veel werkzaamheden zijn echter geschikt voor uitvoering door robots. Waar eerdere mechanisering in de bouw nog geen uitkomst bracht doordat iedere bouwopdracht toch weer net anders was, kunnen robots hier juist wel mee omgaan en verschillende taken uitvoeren. Een robot kan bijvoorbeeld eenvoudig verschillende bouwdelen produceren. De sterke toename van prefabricatie stimuleert ook de uitbreiding van het aantal robots. In de fabriek is het eenvoudiger (industriële) robots te laten functioneren dan buiten op de bouwplaats bij wisselende omstandigheden.
23D Printing
potentiële revolutie
3D printen heeft de potentie om het bouwproces op lange termijn op z’n kop te zetten. De ontwerpfase wordt bij 3D printen nog veel belangrijker en het logistieke proces rondom de bouwplaats veel minder. De trend naar prefab en standaardisering kan uiteindelijk door 3D printen ingehaald worden. 3D printen biedt net als robotica de flexibiliteit waar in het bouwproces om gevraagd wordt en die massaproductie niet bood. Ieder bouwwerk met steeds weer andere vormen kan door 3D printers relatief eenvoudig gemaakt worden. 3D printen is dan ook vooral voordelig bij maatwerk. Vooral bij ronde hoeken en of ronde wanden neemt het kostenvoordeel toe.
“In tal van restauratieprojecten worden 3D-modellen al gebruikt om te zeggen hoe iets er moet uitzien”, zegt Chris Slaets van Confederatie Bouw Limburg. “Dat wordt vervolgens meegenomen in het bouwproject. Zo worden bij een renovatie armaturen uit de 17e eeuw bijvoorbeeld nagetekend, geprint en gebruikt in het gebouw. Maar het gaat nog veel verder. Binnen afzienbare tijd gaan fabrieken volledige 3D-elementen printen.”
Ook in de renovatiesector kan 3D printen grote voordelen opleveren. Een defect onderdeel dat vervangen moet worden, kan ter plekke geprint worden. Hierdoor hoeft de bouwvakker het product niet ergens op te halen of te bestellen. De onderhoudsman kan de 3D-tekening van het te vervangen onderdeel downloaden maar hij kan ook het oude product 3D scannen waardoor grote efficiëntiewinsten worden behaald.
3Computing power & big data
Grote bouwbedrijven met veel bouwprojecten beschikken over veel data die zij ordenen en analyseren. Verdere informatisering maakt het mogelijk om dit te laten doen door computers.
“Er zijn ontzettend veel data in databanken beschikbaar. Dat begint meer en meer verweven te geraken”, aldus Chris Slaets. “De energieleverancier weet perfect hoe oud een ketel is en wanneer het laatste onderhoud gebeurd is. Luminus neemt de elektrozorgen van een klant volledig over en gaat proactief voorstellen doen. Die trends zullen zich doorzetten. Je kan tegenwoordig perfect de ‘total lifecycle cost’ berekenen van een machine of een installatie.”
Door de toenemende rekenkracht van chips kunnen traditionele bouwtekeningen gedigitaliseerd worden. Met een 3D beeld kan digitaal in een driedimensionaal Bouw Informatie Model (BIM) worden samengewerkt met alle disciplines in het bouwproces (architect, (onder)aannemers, installateurs enz.). Fouten in het ontwerp, constructie, bouwlogistiek, afwerking, planning en werkvolgorde zijn snel op te sporen en de gevolgen van wijzingen zijn direct duidelijk voor alle partijen. BIM leidt tot minder kosten en fouten. Zo bieden ‘computing power’ en ‘big data’ de mogelijkheid iedere keer weer andere bouwprocessen te stroomlijnen waardoor efficiëntiewinst behaald kan worden. Bij ‘mass customization’ is een efficiënt ontwerpproces extra belangrijk omdat dit voor ieder afzonderlijk product moet gebeuren. Dit in tegenstelling tot ‘mass production’ waar dit proces slechts één keer gedaan wordt voor een hele serie producten.
4Internet of Things
maakt predictief onderhoud mogelijk
De verwachting is dat richting 2025 gebouwen en installaties door het Internet of Things (IoT) zich op grote schaal met elkaar verbinden. De combinatie van connectiviteit met meer rekenkracht en sensortechnologie resulteert in installaties in gebouwen die gigantische hoeveelheden data genereren. Naast nieuwe functionaliteiten voor gebruikers levert deze data een schat aan informatie op voor efficiënter onderhoud van gebouwen. Hierdoor wordt predictief onderhoud (condition monitoring) mogelijk waardoor de planning en het gebruik geoptimaliseerd wordt. Er wordt bij predictief onderhoud geen onderhoud uitgevoerd op basis van het aantal draaiuren of op basis van een budget. Bij predictief onderhoud gaat het om data en ‘meten is weten’. Onderdelen worden vervangen als uit metingen blijkt dat ze daadwerkelijk aan vervanging toe zijn. Big data is hierbij essentieel.
Chris Slaets: “In plaats van een elektronicabedrijf dat 7 lichten komt plaatsen gaat de leverancier van elektriciteit zorgen dat de eindklant bijvoorbeeld steeds 10.000 lumen beschikbaar heeft en op afstand controleren hoe dat zich in het gebouw verhoudt. Ze bepalen zelf deels met welke lichtbronnen dit gebeurt. En als er iets mankeert dan springt de leverancier in zonder dat de klant daar iets van merkt. De sensorenmarkt neemt gigantisch toe. Men gaat apparaten kunnen vervangen voor er zich een defect voordoet. En dankzij big data worden alle kosten en opbrengsten per verhuureenheid heel inzichtelijk gemaakt.”
5Drones
ongekende mogelijkheden
De opkomst van de drone biedt enorme mogelijkheden voor de bouw, bijvoorbeeld bij de inspectie van hoge bouwwerken, zonnepanelen, zendmasten, pijpleidingen of hoogspanningsleidingen kunnen drones van toegevoegde waarde zijn. Ook bij landmeting en het monitoren van de voortgang van het bouwproces op een bouwplaats kunnen drones ingezet worden. De flexibiliteit van drones sluit goed aan bij de steeds weer veranderende omstandigheden van het bouwproces. De kosten zijn daarbij veel lager dan bij het gebruik van een helikopter. Wetgeving en veiligheid zijn echter nog een struikelblok.
Hoogmartens Wegenbouw uit Opglabbeek is gespecialiseerd in het onderhoud en de aanleg van buitenverhardingen. Tom Hoogmartens getuigde op de Drone Convention 2016 over het inzetten van drones voor de inspectie van het wegdek. “Een regelmatig onderhoud kost uiteindelijk minder dan een wegdek in slechte staat helemaal te moeten vernieuwen. Daarom laten we drones het terrein scannen met speciale meetapparatuur die een zeer gedetailleerd beeld geven van de toestand van het terrein. Zo kunnen we bepalen waar onderhoud noodzakelijk is en waar niet.”
6
Nieuwe materialen & toepassingen
De ontwikkeling van nieuwe materialen zoals carbon en het toevoegen van nieuwe eigenschappen aan bestaande producten opent nieuwe mogelijkheden in het gebruik en de toepassing ervan. Zo worden er tegenwoordig al volledige witte gevelstenen geproduceerd, waarbij er - indien gewenst - nog een speciale kleur opgespoten wordt. Zoiets was tot voor enkele jaren compleet ondenkbaar. De samenwerking tussen de bouw en andere sectoren leidt tot nieuwe materialen. Zo is het bijvoorbeeld niet ondenkbaar dat er binnen afzienbare tijd bakstenen op de markt komen die met behulp van elektronica zonne-energie kunnen capteren en eventueel opslaan.
7Alternatieve energie
Om de voorgestelde doelstellingen op het vlak van E-peil en CO2-uitstoot te halen zijn bij nieuwbouwprojecten al de nodige verplichtingen opgelegd qua duurzame energie. Naar verwachting worden deze nog uitgebreid naar de gigantische renovatiemarkt. Vooral zonne- en windenergie zijn de dominante groene energievormen. Sinds 2000 is de hoeveelheid elektriciteit opgewekt uit zonnepanelen maar liefst zeven keer verdubbeld. De indrukwekkende groei zal doorzetten, omdat de kosten van zonne- en windenergie blijven dalen. Daarbij zal vooral de markt voor de energieopslag een zeer belangrijke rol gaan spelen. Toch leveren zon en wind globaal nog maar twee procent van alle energie die we wereldwijd consumeren. Ze zijn dus nog piepklein in vergelijking met olie, kolen en gas.
Het Genkse Fereco is één van de eersten die het bouwsysteem van lichte metalen frames naar West-Europa gebracht heeft. “De ultralichte metalen constructie maakt het mogelijk om op 3 tot 4 dagen de volledige constructie van een huis neer te zetten”, legt Maxim Vanmanshoven uit. “We doen als productiebedrijf het hele rekenwerk en de voorbereiding. Voor de uitvoering werken samen met architecten en aannemers die zich hierop willen toeleggen. Deze manier van bouwen is zowel ecologisch als economisch voordelig. De ecologische voetafdruk van staal is heel erg klein en bovendien is het recycleerbaar. De dikte van de wanden bedraagt slechts 22cm terwijl dat traditioneel 40cm is. Dat is een sterke besparing aan ruimte. Deze manier van bouwen maakt het mogelijk om een zeer goed E-peil te halen. Je kan het aan de buitenkant afwerken zoals je wil en het is door de beperking van het aantal werkuren goedkoper dan bijvoorbeeld houtskeletbouw.”
Bronvermelding: ING Economisch Bureau, Februari 2016, Technologie in de bouw. Mass customization wordt mogelijk.