Deze onderzoekers vinden via digitalisering oplossingen voor brandende vragen over verduurzaming, efficiëntie en veiligheid in steden.
Van simulaties tot slimme rekentools: digitalisering speelt een steeds belangrijkere rol in de bouw. De digitale wereld helpt bij het vinden van oplossingen voor grote maatschappelijke uitdagingen zoals verduurzaming, klimaatadaptatie en de energietransitie. Denk bijvoorbeeld aan digital twins die kunnen helpen bij het in kaart brengen en zo efficiënt mogelijk verdelen van zonne-energie over een stad. Of een digitale versie van een stad om te berekenen hoe wateroverlast het best voorkomen kan worden.
Om onderzoekers te verbinden en kennis te delen, organiseert een speciaal team binnen 4TU.Built Environment (een samenwerkingsverband tussen de bouwgerelateerde faculteiten van de vier technische universiteiten in Nederland) een jaarlijkse onderzoeksdag gericht op digitalisering in de bouw. Hierbij sluiten ook Het Nationaal Lectoratenplatform Gebouwde Omgeving (een verband van 14 hogescholen), diverse industriepartijen en overheden aan.
“Het is een mooie ervaring om al die mensen te zien werken aan een gezamenlijk doel”, zegt Monica Pena Acosta, universitair docent data-driven urban climate engineering aan de Universiteit Twente. Zij is naast haar werk als onderzoeker ook lid van het speciale Domein Aanjaag Team (DAT) Digitalisering binnen 4TU.Built Environment en organiseerde dit jaar de conferentie.
Een nieuw ecosysteem
De vijfde editie werd gehost door de Universiteit Twente en haalde een recordaantal bezoekers. “In de loop der jaren is er een kennisecosysteem ontstaan rond digitalisering in de gebouwde omgeving. De betrokkenen hebben een gemeenschappelijke ambitie: de transitie benutten om de sector te helpen beter onderbouwde beslissingen te nemen en effectiever in te spelen op maatschappelijke uitdagingen”, stelt Pena Acosta.
Voorafgaand aan de conferentie werden een bezoek aan de gemeente en een diner georganiseerd om op een informele manier kennis te maken met elkaar en het ijs te breken. Tijdens de onderzoeksdag presenteren wetenschappers recente onderzoeken, demonstreren zij handige tools en doen ze nieuwe contacten op. “We stimuleren kennisdeling en willen hen inspireren voor verder onderzoek en eventuele samenwerkingen tussen verschillende universiteiten,” zegt ze. De conferentie had zes hoofdthema’s waarbinnen onderzoekers hun werk presenteerden: data management, parametric and data driven design, process and monitoring, data modelling, scenarios and simulation en data driven prediction.
Impact in de praktijk
In de presentaties was veel aandacht voor de implementatie van de technologie en de impact hiervan op de maatschappij. Een voorbeeld hiervan is een digitale tweeling die inzicht geeft in de stedelijke duurzaamheid, tot op het niveau van individuele woningen. Gemeenten kunnen een dergelijk instrument gebruiken om de stromen van zonne-energie in kaart te brengen en te onderzoeken hoe zonnepanelen effectiever kunnen worden ingezet. Een andere onderzoeker presenteerde een soortgelijke tool voor het in kaart brengen van overstromingsrisico’s, waarmee de effectiviteit van verschillende maatregelen kan worden gemeten. Op deze manier zijn gemeenten beter voorbereid om beleid te ontwikkelen en uit te voeren.
“In de loop der jaren hebben we gezien dat onderzoek zich steeds meer richt op impact, bijvoorbeeld door besluitvormers te ondersteunen met praktische instrumenten”, zegt Pena Acosta. Zij ziet dit als een positieve ontwikkeling. “We proberen de kloof tussen technologische innovatie en praktische implementatie te overbruggen.”
Gegevens verbinden op verschillende schaalniveaus
De uitdaging om gegevens over de gebouwde omgeving te structureren en met elkaar te verbinden was een terugkerend thema tijdens de onderzoeksdag. Tijdens de verschillende sessies hebben onderzoekers gekeken hoe gegevens uit verschillende bronnen en op verschillende schaalniveaus – van modellen op stadsniveau tot gegevens op gebouwniveau en object specifieke informatie binnen gebouwen – onderling uitwisselbaar kunnen worden gemaakt.
“Met de opkomst van AI en digital-twin-technologieën gaat het niet langer alleen om de vraag of gegevens beschikbaar zijn, maar ook of ze gestructureerd, identificeerbaar en op een zodanige manier met elkaar verbonden zijn dat ze in de praktijk kunnen worden geanalyseerd en gebruikt. Hoe verbinden we verschillende gegevensbronnen? Hoe houden we ze duidelijk gestructureerd? En hoe maken we de uiteindelijke tools bruikbaar voor eindgebruikers?”, zegt Pena Acosta. Deze vragen stonden centraal in de discussies over databronnen, gebouwidentificatoren, datastandaarden en een overkoepelende digitale infrastructuur voor de gebouwde omgeving.
Geodata voor oplossingen
Een van de keynotes tijdens de conferentie werd gegeven door Erwin Folmer, hoofd van het data science team bij Kadaster en lector Applied Data Science & AI bij de Hogeschool Arnhem Nijmegen (HAN). Het Kadaster houdt zich naast de registratie van eigendom van grond in Nederland ook bezig met het verzamelen en beschikbaar maken van geodata. De organisatie maakt de data over alles wat op of in de grond staat beschikbaar voor iedereen via Kadaster Knowledge Graph. Op deze manier wil het Kadaster bijdragen aan de oplossingen voor maatschappelijke problemen zoals ontwikkeld binnen de universiteiten, aldus Folmer.
Een systeem van systemen
Bart Brink, waarnemend directeur van de TKI Bouw en Techniek, gaf een keynote over de activiteiten van de nationale overheid en de kansen voor wetenschappers hierin. De TKI is de uitvoerder van het Nederlandse topsectorenbeleid en stimuleert de samenwerking tussen wetenschap, overheid en industrie. Dit doen zij door financiering te verstrekken voor publiek-private samenwerking en vooral door het opzetten en uitvoeren van diverse innovatieprogramma’s in de gebouwde omgeving.
“De gebouwde omgeving is een systeem van systemen; de maatschappij komt hierin samen”, zo schetst Brink tijdens zijn keynote. Hij laat zien dat de economische infrastructuur, de sociale infrastructuur en de natuur samenkomen in de gebouwde omgeving. “Hierbij komen ook verschillende maatschappelijke uitdagingen samen.” Om tot goede oplossingen te komen, is digitalisering belangrijk, zo schetst hij. TKI Bouw en Techniek zet onder andere in op de ontwikkeling van AI, hierop zijn verschillende nationale programma’s gericht. Onder andere een programma om de renovatie van de huizen zo efficiënt mogelijk in te plannen.
Productiviteit verhogen
Brink ziet digitalisering en de juiste inzet van data als belangrijke aspecten om de productiviteit in de bouw te verhogen. Dat is nodig omdat de productiviteit al lange tijd niet meer omhooggaat. Bovendien is er weinig aanwas van nieuw personeel terwijl er relatief veel mensen met pensioen gaan de komende tijd. Ondertussen worden de problemen zoals het woningtekort steeds groter. “Data is de basis om de productiviteit in de bouw te verhogen”, stelt Brink.
Kennis delen
De komende periode wil de DAT zich richten op het versterken van de community door middel van kleinschalige bijeenkomsten en gerichte activiteiten. “We willen vaker bij elkaar komen dan één keer per jaar”, zegt Pena Acosta. Tijdens deze bijeenkomsten kunnen onderzoekers, studenten en professionals ervaringen uitwisselen over onderwerpen als digitale tweelingen, AI en datagestuurde besluitvorming.
De DAT wil ook opleidingsprogramma’s ontwikkelen voor professionals in het veld. Deze kunnen zich richten op praktische en opkomende thema’s zoals verantwoorde AI, datagovernance, sensorgestuurde monitoring en simulatietools voor planning, ontwerp en infrastructuurbeheer. “Op deze manier willen we onze kennis delen met de bredere community, zowel binnen als buiten de universiteiten.”
Voor de toekomst ziet het DAT kansen om een permanent platform voor samenwerking te worden. Pena Acosta: “Door universiteiten, hogescholen, overheden en industriële partners met elkaar te verbinden, kan het netwerk gezamenlijk onderzoek, living labs, studentenuitdagingen en prototypeontwikkeling ondersteunen. Op deze manier is de jaarlijkse onderzoeksdag niet alleen een moment om resultaten te delen, maar ook een katalysator voor nieuwe partnerschappen en praktische innovatie.”