Digital Construction World

Digitalisering is essentieel voor aannemers die zich willen professionaliseren en de Confederatie Bouw moet hen daarop voorbereiden.

Confederatie Bouw – Digitalisering en industrialisering: opkomende trends in de bouw

Digitale toepassingen komen in de bouw verder versneld in gebruik vanaf de jaren 2010. In eerste instantie ging het eerder om facturatietoepassingen en offertebeheer, maar nu bloeien ook andere administratieve toepassingen open voor onder meer CRM en ERP. Ook het ‘Internet of Things’ doet dat, waarbij bouwbedrijven met 4G-simkaarten ondersteunde ‘track and trace devices’ inzetten om hun machines te volgen en na te gaan hoeveel ze gebruikt worden. Ook camerabewaking op de werven wordt steeds meer ingezet.

De behoeften van aannemers en professionals in de bouwsector worden anno 2021 vooral beïnvloed door recente ontwikkelingen in de bouwwereld, zoals een toename van de verwachte prestaties op het vlak van energie-efficiëntie, de groeiende complexiteit van de gebouwen, nieuwe materialen, business modellen en de integratie van steeds meer functionaliteiten.

Productiviteit verbeteren

Vandaag de dag worden de bouwbedrijven geconfronteerd met steeds grotere verwachtingen en randvoorwaarden op het vlak hun activiteiten. De eisen van de klant met betrekking tot termijnen, prijzen, kwaliteit, veiligheid en milieu, maar ook de buitenlandse concurrentie (of concurrentie met GAFAM (Google Apple Facebook Amazon Microsoft)-like bedrijven) zijn allemaal parameters die de winstgevendheid van bedrijven kunnen beïnvloeden.

In deze context is het cruciaal om de productiviteit van de bouwsector op een duurzame basis te verbeteren. Dat is een erg belangrijke uitdaging voor nu en de komende jaren. Uit studies blijkt dat de bouwsector de sector is die zijn productiviteit het minst heeft verbeterd in de afgelopen decennia en dat een aanzienlijk deel van de projectkosten (tot ongeveer 30 à 40%) verband houdt met organisatorische aspecten die voor verbetering vatbaar zijn. Zo is uit metingen op de werf gebleken dat bouwvakkers soms 2 tot 3 uur per werkdag kunnen verliezen door verplaatsingen op de werf zelf, wat een negatieve invloed heeft op de productiviteit. Vandaar dat digitalisering en een ‘lean’ aanpak in onze sector zo belangrijk is: het laat toe om de productiviteit te verhogen en de kosten te verlagen.

Digitale kloof

Toch is de bouw op het vlak van digitalisering een eerder behoudsgezinde sector en springt de Belgische bouwsector met wat vertraging  op deze trein. Landen als Nederland en Frankrijk staan op dit vlak een stukje verder, mede omdat zij bepaalde digitale processen als een verplicht onderdeel van overheidsopdrachten incorporeren. Voor ons land is het belangrijk om deze kloof met de buurlanden te overbruggen, zo niet zitten we met een concurrentieel nadeel. En stilaan zijn we dat ook aan het doen. Het succes van de opleidingen van de Confederatie Bouw inzake digitale toepassingen en de instrumenten die het WTCB Belgische bouwfirma’s aanreikt vormen hier het bewijs van.

Onze bouwbedrijven beginnen veranderingen, technologie en nieuwe bouwmethodes stilaan te omarmen. Ze doen dat niet zomaar, maar om hun marges te vergroten en een beter product aan hun klanten te bezorgen. Nieuwe digitale technologieën, zoals BIM, drones, Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR), Mixed Reality (MR), Extended Reality (XR), 3D printing en off site productie, slagen  er in om de sector echte nieuwe impulsen te geven op het vlak van innovatie.

Toenemend succes van BIM

Een echte ‘game changer’ voor de sector is BIM. Voluit: Building Information Modelling. In essentie:  een digitaal 3D-model dat alle informatie bevat die de diverse  partijen van een bouwteam verbindt zodat architect, aannemer, onderaannemer, installateurs, studiebureaus en andere betrokken partijen hun aanpassingen efficiënt kunnen doorvoeren en samenwerken. Uit dat digitale BIM-model kan veel informatie gehaald worden, zoals de plannen, perspectiefbeelden, oppervlakten, hoeveelheden die nodig zijn en zo meer. De informatie uit de BIM-modellen laat ook toe om allerlei simulaties uit te voeren en de impact ervan meteen te zien. Deze manier van werken sluit heel wat fouten op de werf zelf uit. Uit onderzoek van de Confederatie Bouw uit 2019 bleek dat 21 procent van de Belgische bouwondernemingen BIM toen al gebruikte. Dat aantal zal de komende jaren zeker nog verder  toenemen.

Opkomst van drones

De afgelopen jaren zijn er performante, makkelijk te hanteren en betaalbare drones op de markt gekomen. Die drones kunnen uitgerust worden met allerlei voorzieningen (fototoestellen, thermische camera’s, gps …), waardoor ze kunnen ingezet worden bij heel wat taken op de werf en ze het werk van de bouwprofessional kunnen vergemakkelijken. Denken we maar aan de inspectie van moeilijk bereikbare zones, topografische opmetingen en de uitwerking van 3D-modellen van het terrein. Of nog: het controleren op eventuele lekken van de ontginningssites en pijpleidingen of om inventarissen te beheren en voorraden na te gaan. De toestellen vliegen boven de werf en eventueel ook doorheen het gebouw en registreren  relevante informatie. In magazijnen kunnen ze door het tellen van paletten eventuele stockfouten het hele jaar door identificeren.

Drones worden nu al geaccepteerd als snellere en veiligere alternatieven voor de traditionele on-site monitoringsmethoden. Real-time scans en 3D-projecties geven bouwmanagers immers een gedetailleerd inzicht in de voortgang van de werkzaamheden. Drones zijn bovendien goedkoper dan de huidige luchtsurveillance- en inspectietechnieken. Daarnaast kunnen ingenieurs en managers hun processen sneller en nauwkeuriger organiseren en bijstellen. Kosten verbonden aan fouten verminderen daardoor, terwijl voltooiingspercentages aanzienlijk stijgen.

Drones verbeteren ook de veiligheid op bouwsites. Zo worden ‘Security drones’ gebruikt ter voorkoming van criminaliteit, zoals brandstichting en vandalisme, maar ook voor het verzamelen van real-time milieugegevens, zoals luchtkwaliteit en temperatuur. 

Deze technologie is in volle expansie, biedt een waaier aan mogelijkheden en zal de komende jaren alleen maar aan belang winnen. Er zijn wel enkele aandachtspunten aan verbonden, zoals alles wat cybercriminaliteit, eigendomsrechten op data en legale aspecten verbonden aan allerhande vergunningen betreft.

Spelen met de realiteit

‘Virtual’, ‘Augmented’ en ‘Mixed Reality’, verzameld onder de term ‘Extended Reality’, staan aan de rand van de doorbraak in de bouwsector.

‘Virtual reality’ (VR) stelt de gebruiker in staat om door middel van een virtualrealitybril een digitaal 3D-model van een gebouw op ware grootte vanuit alle mogelijke richtingen te bekijken. Hij kan er bovendien vrij in rond bewegen. Vermits de gebruiker door deze bril de echte wereld om zich heen niet meer ziet en volledig ondergedompeld wordt in het digitale model, spreekt men bij VR van volledige immersie. Dankzij VR krijgen de projectpartners een beter beeld van het gebouw en kunnen eventuele problemen al aan het licht komen nog voor de eigenlijke werken van start gegaan zijn. Dat levert een aanzienlijke tijdswinst op.

VR biedt vooral een meerwaarde tijdens de ontwerpfase. Zo kunnen er reeds in een vroeg stadium beslissingen genomen worden in verband met de gewenste afwerking en kunnen eventuele conflictsituaties op voorhand opgelost worden. VR-simulaties kunnen bijvoorbeeld snel duidelijk maken of de draairichting van een deur aangepast moet worden. Daarnaast kan VR ook ingezet worden voor opleiding en training (voor onder meer veiligheids- en montageprocedures).

In tegenstelling tot bij VR blijft de werkelijke wereld bij ‘augmented reality’ (AR) wel zichtbaar, maar krijgt men door een bril, een tablet of een smartphone extra informatie die al dan niet aan de overeenkomstige locaties in de reële wereld gekoppeld is. Het gaat hier om informatie, zoals getallen, teksten, symbolen, 2D-tekeningen, schema’s of foto’s. Hierbij is er verder geen driedimensionale interactie met de echte wereld. De toegevoegde informatie wordt als een extra laag op de werkelijke wereld gelegd.

Bij ‘mixed reality’ (MR) wordt de echte wereld aangevuld met virtuele 3D-modellen die via een bril of een smartphone zichtbaar worden. Deze modellen worden op hun exacte locatie en op schaal weergegeven en het virtuele model en de werkelijke wereld interageren met elkaar. Op de bouwplaats zelf kan men dankzij MR snel toegang krijgen tot de 3D-modellen van het gebouw door met behulp van een smartphone of een bril een QR-code te scannen die op de constructie aangebracht is. Dat laat toe om delicate bouwdetails (bijv. een balk-kolomverbinding) op ware grootte in 3D te bekijken.

‘Extended reality’ (XR) is nog niet op grote schaal geïmplementeerd omdat er nog nood is aan technische verbetering. Er zijn wel ontwikkelingen aan de gang om deze technologieën aan te passen aan het gebruik op de werf (zoals 5G en miniaturisatie).

Printen in 3D

Op de beurs ‘Digital Construction 2018’, georganiseerd door de Confederatie Bouw en het WTCB (Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf), was er sprake van een primeur: een 3D-printer zou er een deel van een brug vervaardigen. Met een 3D-betonprinter wordt verhoopt dat men in minder dan 24 uur een volledig huis kan neerzetten en dat door minder materiaal te gebruiken en dus voor minder afval te zorgen. Een printer op de bouwplaats bespaart ook de kosten en CO2-uitstoot van het transport. Een heuse revolutie met andere woorden.

De 3D-printer is een moderne productietechniek die geïntegreerd wordt in het bouwproces. 3D-printen in de bouw is in de rest van de wereld sterk in opmars, bij ons komt het wat trager op gang. In Vlaanderen is er het project C3PO dat 3D-printen versneld wil invoeren in de bouwsector. Kamp C, het centrum voor duurzaamheid en innovatie in de bouw, is erin geslaagd een demowoning te printen met een 3D-betonprinter. Het huis werd geprint in één stuk, wat uniek is op wereldvlak. C3PO wordt nu verdergezet in het project KIEM dat een versnelde introductie van de techniek van het 3D-betonprinten in de bouwsector beoogt. Op dit vlak steunt het WTCB aan de UGent ook onderzoek naar 3D printen en bouwt het ook eigen infrastructuur uit die aannemers moet toelaten ‘hands on’ ervaring te verwerven.

Het door Kamp C geprinte standaard rijhuis claimt drie keer sterker te zijn dan een woning gebouwd met snelbouwstenen. Dit eerste huis is een testgebouw en er zal onderzocht worden of de stevigheid behouden blijft in de loop van de tijd. Naast de vezels die in het beton zitten, werd slechts minimale krimpwapening gebruikt. Door de printtechniek wordt bekisting van beton overbodig. Hierdoor wordt naar schatting 60 procent van het materiaal, tijd en geld uitgespaard.

Woningen in de fabriek gemaakt

De komende jaren zal onze sector verder efficiënter georganiseerd worden. En dat kan ook door industrialisering, een proces dat na elke crisis aan belang wint, maar nu echt voor een grote doorbraak staat in de bouw. Industrieel bouwen is grotendeels off-site produceren en on-site assembleren. Daarbij komen trouwens heel wat digitale processen kijken.

Door bouwactiviteiten te verplaatsen van de bouwplaats naar een fabrieksmatige omgeving kan de bouwcapaciteit groeien. Met hetzelfde aantal mensen kan dan meer gerealiseerd worden. Bovendien wordt verwacht dat bij de opschaling van fabrieksmatig geproduceerde woningen, kantoren, bruggen en tunnels de prijs naar beneden moet kunnen. Kortom: de bouwcapaciteit kan omhoog waardoor het aanbod groeit en de manier van produceren zorgt ervoor dat kosten omlaag kunnen. Industrialisering in de bouw wordt nu al door heel wat bouwfirma’s toegepast, maar is noodzakelijk om nog op langere termijn te kunnen voldoen aan de bouwopgave. Enkele voorbeelden:

Modulair bouwen is een sterk opkomende trend die tal van toepassingen kent: een woninguitbreiding, een tijdelijke woonoplossing, een mobiel bijgebouw in je tuin, tijdelijke kantoren … Het gebouw kan dus aangepast worden naargelang veranderende behoeftes. Eén van de voordelen van modulair bouwen is de flexibiliteit. Bestaat je woning, gebouw of bijgebouw uit slechts één module? Dan kan je deze steeds verplaatsen. Bestaat je gebouw uit meerdere modules en wil je deze later verplaatsen? Dan kan je hier al rekening mee houden in de ontwerpfase. Ook uitbreiden is later nog mogelijk. Je kan perfect één of meerdere extra modules plaatsen. Zowel in de breedte als in de hoogte.

Modulair bouwen verloopt ook een pak sneller dan traditionele bouwtechnieken. Op slechts enkele weken tijd zijn de modules in het atelier klaar. De montage op de werf neemt maar enkele dagen in beslag, want de constructie heeft geen droogtijd nodig zoals bij traditionele bouwtechnieken. De afwerking ter plaatse neemt hooguit nog enkele weken in beslag. Als de nutsvoorzieningen aangekoppeld zijn, is het gebouw klaar. Dat is handig voor de bewoner want die kan snel zijn woning betrekken en dus huurgeld uitsparen.