De term ‘Vierde Industriële Revolutie’ is al meer dan eens gevallen om het tijdperk waarin we nu leven aan te duiden. Digitale technologie heeft een ware transformatie teweeg gebracht in een enorm aantal industrieën. We volgen elkaars leven nu de hele dag door via sociale media. We zijn niet langer afhankelijk van de TV-gids en playlist van de favoriete radiozender, maar kunnen dankzij platforms als Netflix en Spotify nu genieten van de door ons gewenste entertainment waar én wanneer we het willen. Winkels veranderen van brick-and-mortar naar click-and-mortar.
De Eerste Industriële Revolutie werd gekenmerkt door het gebruik van stoommachines en (giet)ijzer, wat langzaam de wereld ‘in beweging’ bracht – paarden waren niet langer nodig om mechanische energie te creëren. De Tweede Industriële Revolutie bracht ons pas echt goed op gang, door staal, elektriciteit, turbines, aardolie en de verbrandingsmotor. Wat voorheen nog gezien werd als een grote afstand werd hierdoor effectief overbrugd. De Derde Industriële Revolutie kwam half vorige eeuw op, en transformeerde de wereld nog verder – van de typemachine tot aan de computer. Afstanden waren met de opkomst van digitalisering niet meer relevant, aangezien er nu van iedere plek naar iedere plek gecommuniceerd kon worden. Globalisering werd nu mogelijk, evenals snellere en goedkopere productiemethodes.
Terwijl dit nog in volle vaart was en toenemend consumentisme de wereld tot haar absolute limieten duwde, kwam er een vierde beweging op – die hierboven genoemde Vierde Industriële Revolutie. Nadruk lag ineens op personalisatie, mede mogelijk gemaakt door de introductie van Internet of Things en slimme toepassingen, en duurzaamheid. Het besef dat onze aardbol inmiddels luid en duidelijk zijn grenzen aangeeft daalt steeds meer in.
BOUWINDUSTRIE
In weinig industrieën zijn de implicaties van elk van deze revoluties zo duidelijk zichtbaar als in de bouw. In rap tempo wisselden de gebruikte grondstoffen en technieken elkaar af, iets wat constante alertheid en flexibiliteit van bouwers vereist. Waar eerst nagenoeg alle bouwprojecten nog ‘met de hand’ werden uitgevoerd, neemt de computer steeds meer taken over. Dankzij digitale en slimme technologieën wordt de manier waarop wij bouwen opnieuw flink opgeschud.
Infrastructuur, gebouwen en producten worden beter ontworpen, gebouwd, bediend en onderhouden. Techieken als Building Information Modeling (BIM), prefabricatie, draadloze sensoren, robots en 3D-printen treden meer en meer toe op de werkplaats, zeker nu de kostenbesparingen én hogere productiviteit die het met zich meebrengt steeds duidelijker zichtbaar worden.
NOODZAAK VOOR SLIMME BOUW
Als het al niet was om deze besparingen en verhoogde productiviteit, zouden de huidige maatschappelijke trends bouwbedrijven wel moeten bewegen tot actie. De grootschalige verstedelijking, klimaatverandering, schaarsheid van grondstoffen en vraag naar slimmere steden en oplossingen kunnen niet genegeerd worden.
Daar komt nog bij dat het steeds lastiger wordt om technisch geschoold vakmannen te vinden: goede timmermannen worden bijvoorbeeld steeds lastiger te vinden, terwijl er een toenemende hoeveelheid hoger opgeleide ontwerpers en engineers klaar staan om het stokje over te nemen.
SLIMME BOUWMETHODES
Onderstaand figuur laat een tiental van de meest belangrijke ontwikkeling zien die de bouw in staat stellen om mee te bewegen met deze trends.
Zo is er de mogelijkheid tot prefabricatie en modulaire constructies. Dit zijn technieken die toewerken naar vooraf gebouwde onderdelen en (gedeeltes van) gebouwen. Via gestandaardiseerde processen worden onderdelen of soms zelfs gehele gebouwen op een externe locatie gebouwd, waarna deze als compleet deel geplaatst worden.
Uiteindelijk zal een gebouw niet langer van grond af aan, stukje per stukje, opgebouwd worden; maar modulair, bijvoorbeeld per complete verdieping. Dit is zowel efficiënter – op een vaste plek kunnen aan de ‘lopende band’ identieke delen klaargemaakt worden voor verschillende bouwlocaties – als praktischer – de bouwtijd wordt drastisch ingekort, met alle bijbehorende kosten en overlast voor de omgeving van dien.
Ook kan de bouwindustrie flink profiteren van geavanceerde bouwmaterialen. Er wordt hierbij gebruikgemaakt van moderne, verstevigde materialen. Een paar voorbeelden:
- doorschijnend beton, wat de sterkte van beton met de lichtinval en doorschijnendheid van glasfiber combineert.
- SensiTile, een tegel dat oplicht al naar gelang je bestemming, zo ‘verlicht’ het bijvoorbeeld een route naar de koelkast in je keuken. Kan gebruikt worden voor vloeren, badkamers en plafonds, en is ook nog eens erg decoratief: een ‘twinkelende-lichtjes-stand’ is een gegarandeerde aandachtstrekker.
- E, een vorm van meubelhout dat voorzien is van een bron van elektriciteit, zodat je gemakkelijk bijvoorbeeld verlichting erin of eraan kan bevestigen.
- RichLite, een aanrechtblad dat gemaakt is van gerecycled papier dat behandeld is met hars – en daardoor oersterk is.
Ook wordt er steeds meer gebruik gemaakt van 3D printing en additief fabriceren. Hiermee kunnen benodigde onderdelen snel, ter plekke gemaakt worden – naar de exacte specs die benodigd zijn. Materialen zoals plastic, cement, beton, was, schuim en papier worden gebruikt als basis, waarmee vervolgens bepaalde onderdelen geprint kunnen worden. Of zelfs gehele huizen: in Amsterdam is er reeds een grachtenpand was geheel geprint is door een enorme 3D-printer. Deze technieken maken on-site en real-time fabricage mogelijk: niet langer hoeven onderdelen besteld te worden, waardoor building-on-demand mogelijk is.
Autonome constructie maakt het mogelijk om te bouwen zonder menselijk handelen. Zeker nu er een enorm tekort is aan geschoold vakpersoneel, kan de inschakeling van autonoom handelende machines en apparatuur een enorme sprong in effectiviteit bieden. Daarbij is er nog het veiligheidsargument: gevaarlijke, zware of gecompliceerde taken kunnen met de accuraatheid van een computer uitgevoerd worden. Denk hierbij aan werkzaamheden die in een kleine ruimte uitgevoerd moeten worden of waarbij enorme krachten vrijkomen.
Robots zijn een goed voorbeeld van een toepassing van autonome constructie. Deze machines kunnen exact getraind worden om een bepaalde taak of serie taken uit te voeren. Maar ook kun je hierbij bijvoorbeeld denken aan autonoom opererende graafmachines of hijskranen.
Augmented reality & virtualisatie maakt het mogelijk om projecten nog voordat de eerste steen gelegd wordt in detail te bekijken en analyseren. Dankzij geavanceerde softwarepakketten kan het gehele eindproduct bestudeerd worden, waardoor mogelijke bottlenecks en problemen tijdig herkend kunnen worden. Ook is het een handigheidje om de klant direct je visie te laten zien en keuzes te laten maken. Daarbij kunnen augmented reality & virtualisatie ingezet worden voor de training van personeel voor de uitvoering van gecompliceerde taken, zodat ze een paar keer kunnen ‘proefdraaien’ alvorens het in het echt uit te voeren.
Big Data en voorspellende analytics kunnen daarbij in de bouwindustrie goed van pas komen om te leren van activiteiten en werkzaamheden. Zo kan, bijvoorbeeld, ook de bouwlocatie slimmer gemaakt worden: slimme verlichting, die herkent wanneer personeel aanwezig is, slimme beveiliging als het terrein afgesloten is voor de nacht, en slimme meters om o.a. energieverbruik en waterverbruik te optimaliseren. Dankzij Big Data kan er accuraat ingespeeld worden op ontwikkelingen in de activiteiten. Voorspellende analytics kunnen vervolgens een ideale ‘koers’ bepalen waarmee een project zo snel en goedkoop mogelijk afgerond kan worden.
Andere manieren waarmee de bouw slimmer gemaakt kan worden, zijn onder meer draadloze monitoring en verbonden apparatuur, waarmee apparatuur en voertuigen beter in de gaten gehouden kunnen worden en sneller gevonden kunnen worden zodra ze nodig zijn; cloud & real-time samenwerking waarbij meerdere partijen die onderdeel uitmaken van het bouwproject elkaar virtueel op de hoogte houden van projectvoortgang en beter kunnen samenwerken zonder fysiek aanwezig te zijn op de bouwplaats.
Daarbij kan 3D scanning ingezet worden om te analyseren in hoeverre het gebouwde overeenkomt met de specificaties; en kan dit alles gecombineerd worden in een Building Information Modeling oplossing, een manier om alle informatie over het project op een centrale plaats te verzamelen en van eerste schets tot uiteindelijke oplevering in kaart te brengen.
VERDER VERLOOP VAN DE IOT REVOLUTIE IN DE CONSTRUCTIE
Het moge duidelijk zijn; de bouwindustrie zal zich blijven ontwikkelen tot een steeds virtueler en verbondener vakgebied. Autonome constructiemethodes en building-on-demand oplossingen zullen gegarandeerd leiden tot een hogere effectiviteit en productiviteit binnen de sector, terwijl een focus op geavanceerde bouwmaterialen en prefabricatie de industrie als geheel duurzamer en schoner maakt.
Zeker nu de hoeveelheid geschoold vakpersoneel gestaag af blijft nemen, zal de afname van manueel werk een welkome ontwikkeling zijn. De sky lijkt de limit, en nu bouwprojecten continu innovatiever en gewaagder worden, zullen de geboden verboden oplossingen het begin van een nieuw bouwtijdperk inluiden.
