Fremtidens byggeri er digitalt

tirsdag 29 okt 19

DTU Byg styrker forskningen i, hvordan man kan digitalisere byggerier og anlæg. Digitalisering er både til gavn for klimaet og byggeriernes brugere. Samtidig kan bygge- og anlægsbranchen blive mere effektiv og produktiv – og dermed spare penge.

En betonbro har en digital tvilling, så man kan simulere, hvordan broen vil reagere på en orkan eller en anden ekstrem belastning, før det sker i virkeligheden. En boligblok har intelligente lys- og ventilationssystemer, som automatisk skruer op og ned for sig selv alt efter, om der er mennesker i et rum eller ej. En byggeplads har elektronisk mærkning af alle materialer på pladsen, så håndværkerne ikke skal bruge tid på at lede efter tingene – og så man har styr på, hvordan materialerne kan genanvendes senere.

 

Det er blot tre konkrete eksempler på digitale løsninger i byggeriet, som bliver mulige i fremtiden. DTU Byg har i instituttets nye strategi frem mod 2025 udpeget netop digitalisering af byggeriet som et af tre strategiske fokusområder de næste fem år.

 

- Der er et kæmpe potentiale i digital udvikling i byggeriet. Andre brancher er blevet ændret markant i de senere år som følge af den digitale udvikling. Det gælder for eksempel banksektoren og bilindustrien. Der er også en udvikling i gang i bygge- og anlægssektoren, og det er en strategisk vigtig opgave for DTU Byg at levere forskning, som hjælper byggebranchen i dén digitaliseringsproces, siger institutdirektør Niels-Jørgen Aagaard fra DTU Byg.

 

To indfaldsvinkler i forskningen

DTU Byg forsker ifølge Niels-Jørgen Aagaard i digitalisering med to indfaldsvinkler:

 

- Den ene er den problembaserede forskning, hvor vi står over for et konkret problem, som vi så går i gang med at forske i og udvikle nye løsninger i forhold til. Vores forskningsprojekter omkring Smart Cities er et eksempel på dén tilgang. På globalt plan står vi over for nogle udfordringer med hastigt voksende byer, og der er et stort behov for at optimere ressourceforbruget, forklarer han.

- Den anden indfaldsvinkel er mere åben og nysgerrig. Vi dykker ned i emner, som vi er nysgerrige på at udforske – og som måske rummer svar på fremtidige udfordringer. Et eksempel på dette er, at vi udvikler simuleringsværktøjer, som kan se, hvordan bygninger reagerer på forskellige påvirkninger, for eksempel fra ekstremt vejr. Det har resulteret i banebrydende ny viden om plastiske virkemåder, som kan være med til, at man kan spare på armeringen i en bygning, siger Niels-Jørgen Aagaard.

Intelligent byggeri og digitale tvillinger

DTU Bygs strategiske fokus handler især om, hvordan selve bygningen eller anlægsbyggeriet kan blive mere digitalt.

Man kan benytte sensorer, der hjælper med at advare om åbne vinduer og lukker branddøre, når man forlader en bygning. I et aktuelt projekt på DTU Byg har man bygget sensorer ind i vægge for at undersøge, om forskellige former for indvendig facadeisolering giver fugtproblemer i isoleringen og murværket. Desuden kan sensorerne hjælpe med at styre strømforbrug, ventilation, varme osv. i en bygning.

"Hvis vi får ting til at spille sammen digitalt og gøre data maskinlæsbare, så computeren kan tolke data, kan man få nogle mere smidige processer både i planlægningen af byggeriet og ude på selve byggepladsen"
Jan Karlshøj, sektionsleder på DTU Byg

 

- Bygninger kan blive mere aktive. For eksempel kan man sagtens forestille sig, at ventilationen tænder automatisk, når du kommer hjem, og automatisk skruer ned for sig selv i de rum, der er tomme. Det sparer energi og er løsninger, man allerede kender fra hotelværelser. I fremtiden vil den form for automatiske løsninger formentlig blive langt mere udbredte, siger Jan Karlshøj, som er sektionsleder på DTU Byg og står i spidsen for instituttets strategiske satsning på forskning i digitalisering.

 

Man kan også indbygge sensorer i store anlægsbyggerier. Hvis man lægger lysledere ind i broer, kan sensorer advare, hvis der er tegn på svagheder i konstruktionerne, som kan påvirke broens stabilitet. Og i diger kan lysledere være med til at varsle om jordskred.

 

I øjeblikket er der også forsøg i gang på DTU Byg med at teste forskellige digitale værktøjer, som kan bruges til at fastlægge fx en bros reelle bæreevne.

 

- Vi er i gang med at udvikle brugen af digitale tvillinger. En digital tvilling er en computermodel af virkeligheden, som kan bruges til at lave 1:1 eksperimenter og simuleringer af, hvordan virkeligheden opfører sig under bestemte påvirkninger, forklarer Jan Karlshøj.

 

Digitalisering af byggeprocessen

DTU Bygs forskning handler imidlertid ikke kun om digitalisering af selve bygningerne. Den handler også om digitalisering af byggeprocesserne. Undersøgelser har vist, at kun 20-30 procent af arbejdstiden på en byggeplads bruges på værdiskabende aktiviteter. Det skyldes bl.a. at der sker fejl, som det tager tid at rette. De ansatte bruger ofte også tid på at lede efter materialer eller vente på hinanden på grund af mangelfuld koordinering.

 

- Øget digitalisering kan være med til at højne produktivitet og effektivitet i bygge- og anlægssektoren. Byggebranchen har – ligesom andre brancher - behov for at sænke omkostningerne og øge produktivitetsudviklingen. Vi kan være med til at udvikle nye digitale processer og produktionsmetoder, som er mere strømlinede og ressourcebesparende, siger Jan Karlshøj.

 

- Vi har i flere år arbejdet med at udvikle et digitalt samspil, såkaldt interoperabilitet. Hvis vi får ting til at spille sammen digitalt og gøre data maskinlæsbare, så computeren kan tolke data, kan man få nogle mere smidige processer både i planlægningen af byggeriet og ude på selve byggepladsen, forklarer Jan Karlshøj.

 

Data - en nøgle til bæredygtighed

Bæredygtighed er et helt centralt mål i fremtidens byggeri. Bygge- og anlægsbranchen bruger en tredjedel af ressourcerne i verden – og leverer en tilsvarende andel af verdens affald. Ifølge Jan Karlshøj kan digitale løsninger og en bedre udnyttelse af data bidrage til mere bæredygtige løsninger i fremtiden.

 

- Man kan bruge data endnu bedre. For eksempel når det gælder valg af materialer, planlægning af genanvendelse af materialer og konsekvensberegninger på byggeriets miljøpåvirkning. Målet må være, at man tager beslutninger om alle disse ting på det bedst oplyste grundlag. Det gør man ikke altid systematisk i dag, siger han.

 

Samarbejde med byggebranchen

Forskning i og udvikling af digitale løsninger skal skabes i et tæt samspil med byggebranchen selv. Bygherrer, bygningsejere, rådgivere, investorer og andre, der på anden vis beskæftiger sig med byggesektoren er vigtige samarbejdspartnere, fastslår institutdirektør Niels-Jørgen Aagaard:

 

- Der er behov for en afsøgning af, hvor der er interessante områder, det kan betale sig at dykke mere ned i. Den slags forskning er det vores ansvar at levere. Men samtidig vil vi meget gerne samarbejde. Vi skal levere viden, som er relevant for branchen, og vi lytter derfor gerne til bygherrers og bygningsejeres ideer og behov, siger Niels-Jørgen Aagaard.

 

7 forskningsprojekter med fokus på digitale løsninger

1. Betonbroers bæreevne

Digitale sensorer, laser og optiske målinger bruges til at måle deformationer på eksisterende broer. Derved kan man forbedre beregningsmodeller til at forudsige bæreevnen af broerne.
Fuld-skala bæreevneforsøg på eksisterende betonbroer
Her tester de, om broerne kan bære

 

2. Smart Cities

Et tværgående projekt mellem flere DTU-institutter, der undersøger, hvordan man kan udvikle smarte byer, hvor data fra sensorer og sammenkobling af trafik- og forsyningssystemer knyttes sammen i smarte løsninger til gavn for både byens borgere og miljøet. 
Smart cities

 

3. Udvikling af digitale standarder

Standarder for datamodellering og procesflow er forudsætninger for en effektiv udnyttelse af digitale teknologier i byggesektoren.
Digitalization as Driver for Standardized Specification and Design of Buildings: In Search of an Efficient Building Design Management Methodology

 

4. Hybridtest og simuleringsværktøjer

Ved at kombinere fysiske forsøg med computersimuleringer er det muligt at lave mindre testopstillinger end tidligere. I stedet for at teste et helt emne, tester man kun en del af emnet og simulere den del af emnet, som af praktiske eller økonomiske grunde ikke er medtaget i forsøget.
Ny teknik skal forberedre hybridtest af vindmøllevinger

 

5. Byplanlægning i arktiske egne 

Via en kombination af vindtunnelforsøg og simuleringsværktøjer kan man bidrage med viden til udvikling af nye retningslinjer for byplanlægning i arktiske egne. Disse retningslinjer skal tage højde for hvordan påvirker byggeprocessen og indeklimaet i grønlandske huse.
Urban planning in the Arctic – how to plan for the extreme?

 

6. Indvendig facadeisolering

Ved at isolere eksisterende bygninger indvendigt kan de oprindelige facader bevares, men metoden giver risiko for fugtproblemer. Digitale sensorer indbygges i facadekonstruktionerne for at overvåge fugtindholdet i murværket.
Massive ydermure kan isoleres indvendigt uden fugt og skimmelsvamp

 

7. Linked data

Internettet er på vej til at være et web af data i stedet for et dokumenter. Linked data er en teknologi, der kan imødekomme byggeriets behov for fleksible løsninger med skiftende projektorganisationer og bygningsværkernes lange levetid.
Building Topology Ontology

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.