“Digitalisering vindt langzaam een weg in de bouw, maar we zijn er nog niet”

By Linda Bak

Stel je voor: je gaat je huis renoveren en je bent plannen aan het maken over de exacte uitvoering. Een quick scan laat zien welke materialen je op welke plaats nog kunt hergebruiken. Dat scheelt geld en je draagt bij aan duurzaamheid en circulariteit. Daarnaast kun je met een online tool in één oogopslag zien welke vormen van duurzame energie het beste bij jouw huis en jouw verbruik passen. Woon je eenmaal in je vernieuwde, duurzame huis, dan helpt een digitale assistent je bij het zo efficiënt mogelijk inzetten van je duurzaam opgewekte energie. Het klinkt misschien een beetje futuristisch, maar dit is deels al mogelijk op dit moment.

Het hierboven geschetste scenario is volledig gebaseerd op verschillende digitale technologieën. Dit komt overeen met onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten die momenteel aan universiteiten en hogescholen worden uitgevoerd. De bouw staat immers voor enorme uitdagingen als het aankomt op verduurzamen. De sector is verantwoordelijk voor 50 procent van het grondstoffenverbruik en 35 procent van al het afval. Bovendien is de bouwsector verantwoordelijk voor 30 procent van het wereldwijde energieverbruik en voor een derde van de uitstoot van broeikasgassen. Tegelijkertijd ontstaat er steeds meer kennis en daarmee ontstaan ook mogelijkheden voor het verzamelen en gebruiken van data. Het gebruik van data en nieuwe technologieën kan de sleutel zijn tot een duurzamere bouw en daarmee ook tot groenere en meer circulaire dorpen en steden.

Technologie als ondersteuning

“We willen de impact van de bouw op het klimaat en de omgeving verminderen. Digitalisering is een veelbelovende manier om dit te doen. Het geeft ons waardevolle inzichten in de prestaties van de gebouwde omgeving en daarnaast biedt het mogelijkheden om de prestaties te verbeteren. Daarom wordt er zo veel onderzoek naar gedaan”, stelt Ekaterina Petrova, assistant professor kunstmatige intelligentie in de bouw bij de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e). Artificial Intelligence (AI) en digital twins (digitale modellen van de wereld, red.) bieden eindeloze mogelijkheden. Al is een technologie, de inzet hiervan is geen doel op zich, benadrukt Petrova. “Het is niet de bedoeling dat technologie de menselijke beslissingen helemaal overneemt. Het is een ondersteuning, een middel om grotere doelen te behalen.”

Met alleen wetenschappelijk onderzoek kunnen we de wereld niet veranderen. Er is samenwerking nodig tussen universiteiten en tussen de wetenschap en het bedrijfsleven. Daarom heeft 4TU.Built Environment, een samenwerking tussen de faculteiten bouwkunde van de vier technische universiteiten in Nederland, een team opgezet rondom digitalisering. In dit zogenoemde Domein Aanjaag Team (DAT) Digitalisering werken de vier universiteiten en veertien hogescholen samen aan een langetermijnvisie en een actieplan voor (fundamenteel) onderzoek in de bouwsector. Zij organiseerden een onderzoeksdag – met onder andere demonstraties en presentaties – om elkaar te helpen en verder te denken over bestaande en nieuwe projecten. Er was veel aandacht voor het werk van jonge onderzoekers zoals master- en PhD-studenten. “We willen hen enthousiasmeren en laten zien dat er een community is waar zij op kunnen leunen”, zegt de assistant professor.

Netwerk belangrijk

Petrova: “In de wetenschap gebeurt niets op zichzelf. Een enkel onderzoek heeft nog geen impact. Om echt impact te maken, is samenwerking tussen universiteiten essentieel. We bouwen steeds voort op wat andere mensen al hebben gedaan en we wisselen kennis uit. We bouwen echt aan een sterk netwerk rondom digitalisering in de bouw.”

Naast de wetenschappelijke kant is ook betrokkenheid van de industrie belangrijk. “Wij kunnen als wetenschappers wel goede concepten hebben, maar uiteindelijk moeten we deze concepten ook op grote schaal implementeren in de maatschappij om echt het verschil te maken”, aldus Petrova. Hiervoor zijn sterke banden met de industrie en beleidsmakers belangrijk. “In onze sector is er veel fragmentatie. We hebben vaak te maken met allerlei verschillende stakeholders die allemaal hun eigen agenda’s en belangen hebben. Er is een groot gat tussen de status van de industrie en de mogelijkheden die de wetenschap biedt. Dat gat proberen wij te overbruggen.” 4TU.Bouw is ook onderdeel van het ecosysteem van het TKI Bouw en Techniek waarin veel bouwbedrijven, brancheorganisaties en kennisinstellingen samenwerken.

Bouwen aan nieuwe weg

Dat lijkt voorzichtig te lukken. De assistant professor ziet bijvoorbeeld dat data modelling steeds vaker wordt geïmplementeerd in de bouw. “Digitalisering vindt langzaam een weg in de bouw. Bedrijven en andere betrokken organisaties zijn zich ervan bewust dat er iets moet veranderen in de bouw als het aankomt op duurzaamheid en circulariteit. Ook zien zij steeds vaker de potentie van digitalisering.” Maar volgens de Petrova worden nog lang niet alle kansen benut.

Technologische ontwikkelingen zoals digital twins, AI en robotisering kunnen een enorme impact hebben op de toekomst. Dat bleek ook weer tijdens de onderzoeksdag van 4TU.Built Environment. Deze technologieën kunnen het verschil maken voor huiseigenaren of bewoners, bijvoorbeeld als het gaat om het efficiënt inzetten van duurzame energie. Ook op grotere schaal, bijvoorbeeld voor gemeenten, kan digitalisering een uitkomst zijn.

Mooduul zet met digitalisering, robotisering en industrialisering de bouwwereld op zijn kop

CO2– en stikstofbeperkingen, circulariteit, kostenbesparingen, hogere uitvoeringssnelheid… het ligt allemaal op het toch al overvolle bordje van de bouw. De architecten, constructeurs, voorbereiders, de aannemers, … Continued

Digital twins

Een van de onderzoekers presenteerde tijdens de onderzoeksdag bijvoorbeeld een digital twin van het hele wegennet om de slijtage en daarmee het onderhoud beter in kaart te brengen en te managen. Ook kwamen onderzoekers met een plan om een digital twin te maken van alle kabels en pijpen in de grond. Dat zou het voor bouwbedrijven en gemeenten een stuk makkelijker maken om werkzaamheden te plannen. Een andere groep ging nog een stap verder. Zij bedachten een digital twin om het grondwaterpeil in de gaten te houden. Dit is heel handig in het geval van hoogwater, maar ook bij droogte. Als het grondwaterpeil zakt, dan moeten wortels van bomen bijvoorbeeld dieper de grond in om water te zoeken. Hierdoor kunnen de wortels buizen en kabels in de grond kapotmaken. Met een digital twin is dit allemaal makkelijk in de gaten te houden.

Naast de digital twins was er ook veel ruimte voor andere aspecten van digitalisering. Zo werkte een onderzoeksgroep aan robots die niet alleen in een fabriek, maar ook echt op de bouwplaats kunnen werken.

Digitalisering kan zowel op gebouwniveau als op stedelijk niveau (de gebouwde omgeving) een verschil maken. Petrova ziet de data en de technologie als manieren om het comfort, de gezondheid en de productiviteit van bewoners te verhogen. “We proberen altijd de kwaliteit, de productiviteit, het comfort, de gezondheid en/of het welzijn van gebouwgebruikers of bewoners van een stad te verbeteren. Daarnaast is het doel vaak ook om de negatieve impact het milieu te verminderen door bijvoorbeeld de uitstoot terug te dringen.”