In de huidige tijd van klimaatverandering is het cruciaal dat ingenieursbureaus hun verantwoordelijkheid nemen om duurzaamheid en circulariteit als basis te gebruiken bij het ontwerpen van infrastructuur.
Circulariteit: Een Noodzaak, Geen Keuze
Circulariteit vermindert afval en bevordert hergebruik van materialen. Het doel is om materiaalkringlopen te sluiten. Zo behouden grondstoffen hun waarde. Gebouwen en infrastructuur worden demonteerbaar ontworpen. Materialen zijn dan herbruikbaar of makkelijk recyclebaar.
De Rol van Ingenieursbureaus
Ingenieursbureaus spelen een cruciale rol in deze transitie. Ze zijn verantwoordelijk voor het ontwerpen van de infrastructuur die onze steden en gemeenschappen vormgeeft. Door duurzaamheid en circulariteit in hun ontwerpen te integreren, kunnen ze helpen om de impact van de bouwsector op het milieu te verminderen.
Uitdagingen en Kansen
Circulair ontwerpen is uitdagend maar biedt kansen. Het vraagt om een nieuwe ontwerp-, bouw- en materiaalgebruik. Innovatie, samenwerking en visie overwinnen deze uitdagingen voor een duurzamere toekomst.
Ingenieursbureaus dragen een grote verantwoordelijkheid. Circulariteit moet de basis zijn bij infrastructuurontwerp. Dit is ethisch en noodzakelijk voor onze planeet. Zo spelen zij een sleutelrol in de circulaire economie.
Circulariteit integreren
Ontwerp voor Demontage: Kunstwerken moeten zo worden ontworpen dat ze gemakkelijk kunnen worden gedemonteerd en de materialen kunnen worden hergebruikt in nieuwe projecten.
Pas Modulaire Constructie Toe: Modulaire constructie vormt een essentieel onderdeel van de circulaire bouw. Dankzij modulaire constructie kunnen gebouwen eenvoudig worden aangepast aan veranderende behoeften en functies, waardoor ze langer bruikbaar blijven en de kans op sloop en afval wordt verminderd.
Selecteer Circulaire Bouwmaterialen: Het selecteren van circulaire bouwmaterialen is van groot belang om ervoor te zorgen dat de materialen na demontage opnieuw kunnen worden ingezet zonder kwaliteitsverlies.
Bewustwording en Betrokkenheid: Het is belangrijk dat alle betrokkenen zich bewust zijn van de principes van circulariteit en bereid zijn om hieraan bij te dragen. Dit kan worden bereikt door deel te nemen aan bijscholingsprogramma’s, trainingen en workshops die gericht zijn op circulaire ontwerpstrategieën en duurzame bouwmethoden.
In Nederland is duurzaamheid een steeds belangrijker thema, waarbij de principes van de circulaire economie een sleutelrol spelen. De overgang naar deze nieuwe bouwmethodiek brengt echter technische uitdagingen met zich mee die moeten worden aangepakt om de doelstellingen van de circulaire economie daadwerkelijk te realiseren.
De circulaire economie streeft naar het minimaliseren van afval en het maximaliseren van het hergebruik van materialen. Dit concept houdt in dat de materiaalkringlopen gesloten worden zodat grondstoffen binnen de economie blijven en hun waarde zo lang mogelijk behouden blijft. In de praktijk betekent dit dat gebouwen en constructies ontworpen worden met het oog op demontage en het gebruik van materialen die hergebruikt kunnen worden of gemakkelijk gerecycled kunnen worden.
Een eerste technische uitdaging is het ontwerp zelf. Constructies moeten zo ontworpen worden dat ze eenvoudig gedemonteerd kunnen worden. Dit vereist een modulair ontwerp met standaardafmetingen en -verbindingen, zodat de verschillende onderdelen weer uit elkaar gehaald kunnen worden zonder schade. Bovendien moet er rekening gehouden worden met toekomstige aanpassingen of uitbreidingen.
Daarnaast speelt de keuze van materialen een cruciale rol. Bouwmaterialen moeten niet alleen duurzaam zijn in termen van levensduur, maar ook herbruikbaar of recyclebaar na de levensloop van het gebouw. Dit vraagt om een grondige kennis van materialen en hun levenscyclusimpacts, evenals de ontwikkeling van nieuwe materialen die beter passen binnen het concept van de circulaire economie.
Een derde uitdaging is de logistiek en het beheer van bouwmaterialen. Om materialen effectief te kunnen hergebruiken of recyclen, moet er nauwkeurig bijgehouden worden waar en hoe materialen toegepast zijn. Dit vereist een geavanceerd systeem voor materiaalpaspoorten en een logistiek netwerk dat het transport en de opslag van herbruikbare materialen faciliteert.
Verder is er een uitdaging op het gebied van regelgeving en normering. Bestaande normen zijn vaak niet afgestemd op de toepassing van hergebruikte materialen of innovatieve constructietechnieken. Hierdoor kan het moeilijk zijn om nieuwe, circulaire methoden goedgekeurd te krijgen binnen de huidige regelgevende kaders.
Ook de economische haalbaarheid vormt een hindernis. De investeringen voor circulaire bouwmethoden zijn in veel gevallen hoger vergeleken met traditionele bouw, vooral door de hogere ontwerp- en materiaalkosten. Zonder financiële stimulansen of een aanpassing van de marktstrategieën kan dit een rem zetten op de adoptie van circulaire principes.
Een ander aspect is de betrokkenheid en samenwerking tussen alle actoren in de bouwketen. Van architecten en ingenieurs tot aannemers en materiaalleveranciers: iedereen moet zich bewust zijn van de circulaire doelstellingen en bereid zijn om hieraan bij te dragen. Dit vereist ook een mentaliteitswijziging en vaak een opleiding of bijscholing.
Tot slot is er de uitdaging van technologie en innovatie. De circulaire economie in de bouw vraagt om nieuwe bouwtechnieken, innovatieve materialen en slimme systemen voor het beheer van gebouwen. Voortdurend onderzoek en ontwikkeling zijn essentieel om deze innovaties te realiseren en concurrerend te blijven.
De implementatie van circulaire economie principes in de bouwsector is dus geen eenvoudige opgave. Het vergt een integrale benadering waarbij ontwerp, materiaalkeuze, logistiek, regelgeving, economische modellen, samenwerkingsverbanden en technologische ontwikkeling op elkaar afgestemd moeten worden. Enkel door deze diverse aspecten samen te brengen, kan de bouwsector de overgang maken naar een meer duurzame en circulaire toekomst.
Holistische verandering
Bij het implementeren van de circulaire economie in de bouwsector gaat het dus niet alleen om technische innovaties, maar juist om een holistische verandering in de manier waarop we denken over bouwen, wonen en renoveren. Het is een complex proces waarbij elke schakel in de keten van belang is en gezamenlijk werkt aan een duurzame toekomst. Door als sector te evolueren naar circulaire bouwmethoden, draagt Nederland niet alleen bij aan een beter milieu, maar creëert het ook nieuwe economische kansen en bevordert het de sociale inclusiviteit. Het pad naar een circulaire bouwwereld is bezaaid met obstakels, maar de richting is duidelijk en de wil om deze te overwinnen neemt toe.
Rol van de overheid
Eveneens cruciaal voor het succes van circulaire bouwprojecten is de rol van de overheid. Naast het stellen van duidelijke regels en het bieden van financiële prikkels, kan de overheid ook zelf optreden als launching customer door circulair bouwen te integreren in haar eigen aanbestedingen en bouwprojecten. Dergelijke initiatieven kunnen de weg effenen voor privé-investeerders en de particuliere markt.
Circulair bouwen is noodzakelijk
Ondanks de vele uitdagingen, groeit het besef dat de overstap naar circulair bouwen noodzakelijk is, niet alleen voor het milieu maar ook voor het behoud van onze economische welvaart. Met de juiste instelling, de inzet van betrokken partijen en de ontwikkeling van geschikte technologieën en processen, zal de bouwsector haar steentje bijdragen aan een duurzame circulaire economie. Het is een spannende tijd voor de industrie, met veel mogelijkheden voor innovatie en ontwikkeling. Terwijl we voortdurend nieuwe wegen verkennen en vervolgens het pad effenen voor toekomstige generaties, blijft het duidelijk dat de technische uitdagingen overwonnen kunnen worden door samenwerking, creativiteit en een sterke visie voor een duurzamere wereld.
In de wereld van Bouw en Infra is er een groeiende trend die de manier waarop we bouwen en ontwerpen transformeert: Duurzaam en circulair. Maar wat betekenen deze termen precies en hoe worden ze toegepast in een ingenieursbureau? Laten we dat eens nader bekijken.
Duurzaamheid: Meer dan een Modewoord
Duurzaamheid is meer dan een modewoord; het is een noodzaak geworden in de moderne wereld. Het gaat over het creëren van systemen die lang meegaan en minimale impact hebben op het milieu. In een ingenieursbureau betekent dit het ontwerpen van infrastructuur die efficiënt is in termen van energie, water en andere hulpbronnen.
Circulariteit: Het Einde van de Wegwerpmaatschappij
Circulariteit gaat een stap verder dan duurzaamheid. Het gaat niet alleen over het verminderen van de impact op het milieu, maar ook over het creëren van systemen die zichzelf in stand kunnen houden. Dit betekent het ontwerpen van gebouwen en infrastructuur die aan het einde van hun levensduur kunnen worden gedemonteerd en hergebruikt, in plaats van te worden weggegooid.
De Rol van Ingenieursbureaus
Ingenieursbureaus spelen een cruciale rol in deze transformatie. Ze zijn verantwoordelijk voor het ontwerpen van de infrastructuur die onze steden en gemeenschappen vormgeeft. Door duurzaamheid en circulariteit in hun ontwerpen te integreren, kunnen ze helpen om de impact van de bouwsector op het milieu te verminderen.
De Noodzaak van Duurzaamheid en Circulariteit
Het is duidelijk dat duurzaamheid en circulariteit niet langer optioneel zijn in de bouwsector. De klimaatverandering, de afnemende natuurlijke hulpbronnen en de groeiende bevolking maken het noodzakelijk om op een duurzamere en circulaire manier te bouwen.
Ingenieursbureaus staan in de voorhoede van deze transformatie. Door duurzaamheid en circulariteit in hun ontwerpen te integreren, kunnen ze helpen om een duurzamere en veerkrachtigere toekomst te creëren. Het is een uitdaging, maar ook een kans om de manier waarop we bouwen en ontwerpen te heroverwegen.
Er zijn diverse technologische trends en ideeën die momenteel van invloed zijn op de infrastructuursector en die ook in 2024 van belang zullen blijven. De bouw- en vastgoedsector staan voor grote veranderingen. Hoe ziet de toekomst van de bouw en exploitatie van gebouwen eruit? We zien vijf trends met als sleutelwoorden digitalisering en verduurzaming.
Hieronder volgen enkele voorbeelden:
Gebruik van BIM (Building Information Modeling) technologie: BIM is een digitale representatie van een infrastructuurproject die informatie bevat over de ontwerp-, bouw- en beheerfase van een project. Dit kan helpen bij het verbeteren van de samenwerking tussen de verschillende partijen en het verminderen van fouten en vertragingen.
Het gebruik van de Digitale Tweeling gaat een stap verder: Veel projecten worden al twee keer gebouwd: eerst digitaal en dan fysiek. Digitaal ontwerpen met BIM geeft opdrachtgevers meer controle over hun project. Ze kunnen al tijdens de ontwerpfase een ‘virtuele rondgang’ maken. Het werken met een Digital Twin maakt dit mogelijk. Digitale tweelingen winnen snel aan populariteit door IoT-sensoren, 3D CAD-bestanden en augmented reality te combineren. Ze maken predictief onderhoud mogelijk door continu gegevens te voeden. Sensoren monitoren apparatuur op componentniveau, waardoor nauwkeurige voorspellingen van storingen mogelijk zijn.
Toepassing van drones en robots: Drones kunnen worden ingezet voor inspecties, meting en surveillances, terwijl robots kunnen worden gebruikt voor taken zoals het vervoer van materialen en het uitvoeren van precisie-werkzaamheden. Met een drone kunnen beelden gemaakt die automatisch worden voorzien van een tijd- en locatieaanduiding. Dit maakt opnames eenvoudig traceerbaar en één-op-één vergelijkbaar met historische of toekomstige opnames. Alle inspectie-informatie kan worden benaderd via een dashboard. Door gegevens online te ontsluiten kunnen meer gebruikers, gelijktijdig én op afstand, informatie over diverse assets raadplegen. De toepassing van sensoren: IoT en gegevensanalyse kan worden gebruikt om verkeersstromen te monitoren en te regelen, waardoor files en ongevallen kunnen worden vermeden.
Gebruik van 3D-printing technologie: 3D-printing kan worden gebruikt voor het snel en efficiënt produceren van infrastructuurcomponenten.
Duurzame infrastructuur: Er zal steeds meer aandacht zijn voor het ontwerpen van infrastructuur die duurzaam en klimaatbestendig is, zoals het gebruik van hernieuwbare energiebronnen en watermanagement systemen. Bouwen kost veel grondstoffen en is helaas over het algemeen nog niet klimaatvriendelijk. Om de footprint van gebouwen en infrastructuur te verkleinen, is het van cruciaal belang dat bouwmaterialen duurzaam worden gebruikt: meer recycling van materialen, maar ook meer inzet van hout en andere duurzame materialen. Daarnaast kunnen nieuwe technologieën de bouwsector verduurzamen. Zo maakt 3D-printing niet alleen processen efficiënter, het leidt ook tot een enorme vermindering van de ecologische voetafdruk. Met additive manufacturing kunnen nieuwe vormen worden geprint waarbij minder bouwmateriaal wordt gebruikt zonder dat dit ten koste gaat van de stabiliteit.
Terwijl we 2023 bijna achter ons laten, werpt BIMAdvies een vooruitblik op de opkomende technologische trends die diverse sectoren in 2024 zullen beïnvloeden. In dit artikel verkennen we veelbelovende ontwikkelingen die we verwachten te zien binnen jouw vakgebied en daarbuiten:
Duurzaamheidsinnovaties Duurzaamheid zal de rode draad vormen in technologische ontwikkelingen. Van energiezuinige machines tot materialen met een lagere milieu-impact, zal de industrie blijven streven naar duurzamere oplossingen.
Toepassing van Digital Twin De implementatie van de Digital Twin zal een revolutie teweegbrengen in de werktuigbouwkunde. Door digitale replica’s van fysieke systemen te creëren, krijgen ingenieurs de mogelijkheid om ontwerpen te optimaliseren, prestaties te voorspellen en onderhoud te plannen, wat leidt tot efficiëntere processen en verminderde downtime.
‘Smart grids’ en duurzame energie in de elektrotechniek De elektrotechniek wordt gevormd door de implementatie van Smart Grids, waardoor energiestromen intelligenter worden beheerd. Daarnaast zal de focus op duurzame energiebronnen zoals zonne-energie en windkracht blijven groeien, wat de overgang naar groenere energie in de sector versnelt.
Prefab en 3D-printen in de bouw- en infra De bouw- en infrasector zal getuige zijn van een toename in het gebruik van prefabcomponenten en 3D-printtechnologie. Deze benaderingen verminderen de bouwtijd, optimaliseren resourcegebruik en dragen bij aan duurzamere constructies.
‘Internet of Things’ (IoT) IoT zal doordringen in alle facetten van de techniek. Sensoren en slimme apparaten worden geïntegreerd in machines, structuren en systemen, waardoor real-time monitoring, dataverzameling en geavanceerde analyses mogelijk worden.
‘Augmented Reality’ (AR) In de wereld van onderhoud en training zullen technici steeds vaker gebruikmaken van Augmented Reality. Het biedt gedetailleerde instructies voor complexe taken, visualiseert verborgen componenten en vergemakkelijkt op afstand geleide onderhoudsprocedures.
Circulair ontwerpen gaat hand in hand met de circulaire economie, die zich inzet voor hergebruik van producten en het loslaten van het paradigma van gebruiken en weggooien. Het uiteindelijke doel van circulair ontwerpen is het beschermen van het milieu.
Het concept van de circulaire economie ontstond in de jaren tachtig als tegenhanger van de lineaire economie – dat van het wegwerpparadigma – toen men zich begon te realiseren dat dit systeem van productie en consumptie, gebaseerd op de overexploitatie van eindige natuurlijke hulpbronnen, in toenemende mate onhoudbaar werd voor de planeet. Tegenwoordig is deze vorm van economie in opmars en kan ze een sleutelrol spelen in de strijd tegen klimaatverandering.
De MacArthur Foundation, een van de belangrijkste pleitbezorgers van het circulaire model, omschrijft het als “een alternatief dat probeert te herdefiniëren wat groei is, met voordelen voor de samenleving als geheel en vooral voor het milieu”. Het is gebaseerd op verschillende principes , maar een van hen benadrukt het belang van het verminderen van vervuilingsniveaus en afval door ontwerp. Dit is waar het concept van circulair ontwerp om de hoek komt kijken.
Circulair ontwerpen richt zich op het creëren van producten en diensten voor de circulaire economie, vandaar de zeer nauwe samenhang. De sleutel ligt in het heroverwegen van het proces vanaf het begin, zodat materie, net als biologische processen zelf, een regeneratieve levenscyclus heeft voor de duurzaamheid van de planeet, d.w.z. het wordt herhaaldelijk nuttig door te worden gerepareerd, hergebruikt, gerecycled of getransformeerd.
Principes van Circulair ontwerp
Volgens Tim Brown, uitvoerend directeur van het Amerikaanse ontwerpbureau IDEO en een vooraanstaand voorstander van Design Thinking, houdt circulair ontwerpen in dat producten en hun componenten vanaf het begin worden ontworpen met een circulaire mentaliteit. In het geval van een brug zou het bijvoorbeeld zijn om vanaf het begin na te denken over hoe de prefab liggers te recyclen, zodat ze op verschillende manieren kunnen worden hergebruikt als de levensduur kunstwerk voorbij is.
Volgens The Circular Design Guide, een initiatief van de MacArthur Foundation in samenwerking met IDEO, zijn de principes van circulair ontwerpen:
Begrijpen Leer meer over verschillende circulaire ontwerpoplossingen en krijg een beter begrip van hoe je van lineair naar circulair denken kunt gaan.
Definiëren Formuleer een uitdaging, vind kansen voor circulariteit, of je nu een project start of een bestaand project herziet, en stel doelen.
Maken Gebruikersbehoeften begrijpen, ideeën uitwisselen, concepten ontwikkelen, tastbaar maken door prototypes te bouwen en testen om ervan te leren.
Toepassen Breng het concept op de markt om feedback te verzamelen waarmee het product of de dienst kan evolueren en de nodige veranderingen kan genereren.
Een inzet voor circulair ontwerpen heeft een aantal voordelen die uiteindelijk een impact hebben op het welzijn van het milieu:
Minimaliseert het verbruik van hulpbronnen en de productie van afval. Het is net zo belangrijk om duurzame materialen te kiezen als om het verbruik van energie, water en andere hulpbronnen die tijdens de fabricage en het daaropvolgende gebruik worden gebruikt, evenals de hoeveelheid geproduceerd afval te verminderen.
Optimaliseert productie en logistiek. Het idee is om tijdens deze processen de uitstoot van verontreinigende stoffen zoveel mogelijk te verminderen, bijvoorbeeld door nabijheidscriteria op te nemen in de keuze van leveranciers.
Verlengt de gebruiksduur van producten. In tegenstelling tot de cultuur van geprogrammeerde veroudering, die bijzonder schadelijk is voor het milieu, kiest dit type ontwerp voor duurzame en resistente materialen.
Het vergroot het bewustzijn van duurzaamheid. Producten die op deze manier zijn ontworpen, worden steeds meer gevraagd door een samenleving die betrokken is bij de bescherming van de biodiversiteit en de strijd tegen de opwarming van de aarde.
Circulair en klimaatneutraal in 2030
Het consortium van Movares, KplusV en Alba Concepts helpt Rijkswaterstaat de komende jaren met heldere, haalbare adviezen en implementatie, zodat we gezamenlijk de schouders zetten onder deze enorme opgave. Zo behalen we de doelstellingen van Rijkswaterstaat om in 2030 circulair te werken en klimaatneutraal te zijn. RWS neemt hiermee de koploperpositie in en is een voorbeeld voor anderen in de transitie naar de circulaire economie.