Met een digitale tweeling het meest duurzame gebouw ontwerpen

Een computer die duizenden varianten van een gebouw ontwerpt en analyseert en uiteindelijk met de meest duurzame optie komt. Het kan met bergen data, kunstmatige intelligentie, blockchain, slimme software of met een digitale tweeling.

The Valley Amsterdam
Arup - Vero Visuals | Credit: Arup - Vero Visuals

Architecten, vastgoedondernemers en projectontwikkelaars die een duurzaam gebouw willen ontwerpen zien soms door de bomen het bos niet meer. Hoe kies je de nieuwste en beste technieken of materialen voor duurzame energie, isolatie, circulair materiaal of groene daken en gevels? En hoe voorkom je dat je keuze na een paar jaar alweer achterhaald is? De oplossing is digitaal, betoogden ingenieursbureau Arup, techbedrijf bGrid, platform Planologic en het Nationaal Duurzaamheid Instituut (NDI) tijdens vastgoedbeurs Provada.

Data voor simulaties groeien exponentieel

Het gebruik van data is de afgelopen jaren in alle sectoren explosief gestegen. De meeste data wordt vergaard op internet, maar daarbuiten vooral via metingen van sensoren. Die heten real data. Daarnaast is er nog een andere categorie data: zogeheten synthetische data. Dat is kunstmatige data die via kunstmatige intelligentie (AI), algoritmes en machine learning wordt gecreëerd en die wordt gebruikt om wiskundige modellen en simulaties te maken. Bijvoorbeeld modellen om het weer of toekomstige klimaatverandering te voorspellen. Dat type data gaat de komende acht jaar exponentieel groeien, tot wel twee of drie keer zoveel als de real data, voorspellen experts. “Die data kun je ook op gebouwniveau toepassen. Met dit soort modellen kunnen we voor iedere ruimte en ieder vlak van een gebouw sensordata creëren, nog voordat er nog maar één sensor is en voordat het gebouw er staat”, zegt Christa de Vaan, partner duurzaamheid en digitale transformatie bij ingenieursbureau Arup.

Digitale tweeling

Arup creëert een zogeheten digitale tweeling van een gebouw, die zowel in de ontwerpfase als na oplevering een belangrijke rol in de verduurzaming speelt. Het is als het ware een virtueel digitaal model van een gebouw in de computer, waarin alle werkelijke prestaties en situaties nagebootst kunnen worden. Met behulp van AI en algoritmes maakt de computer binnen bepaalde randvoorwaarden duizenden varianten van een gebouw, waarna er het meest duurzame ontwerp uitrolt. Dat gaat 100.000 keer sneller dan op de tekentafel. “We maken niet meer een paar opties die we dan doorrekenen qua duurzaamheid. We maken duizenden opties en kiezen er een die het meest duurzaam is”, zegt De Vaan. ,,We kunnen alles met een paar klikken veranderen, terwijl dat in de werkelijkheid veel moeilijker is. Als je bijvoorbeeld wilt testen of dubbel glas of triple glas het beste is, dan kan dat met dit digitale model met een paar klikken.”

Lees hier meer over de visie op duurzaam bouwen van Arup

Elements hero image
Het prijswinnende Elements in Amsterdam | Credit: Arup

Iconische gebouwen

Arup heeft de digitale tweeling al bij diverse iconische gebouwen ingezet. Zoals bij de woontoren Haut, duurzaam hotel QO of bij de hybride houten woontoren Elements in Amsterdam, dat internationale prijzen won voor het ontwerp. Ook bij multifunctioneel complex The Valley werden duizenden duurzame opties doorgerekend en beoordeeld. “Zo verschuift het architectonische concept en wordt duurzaamheid een inspiratie voor de architectuur”, zeg De Vaan. “Dit kun je ook verder trekken voor circulariteit om te kijken hoe je zoveel mogelijk hergebruikte materialen kunt toepassen in een gebouw. Ook daarvoor is digitaal de oplossing.” Dat heeft Arup bijvoorbeeld gedaan bij het gebouw BLOX, aan de haven van Kopenhagen.

Gebouwen in praktijk minder duurzaam

Ook bij bestaande gebouwen kunnen data en digitale modellen gebruikt worden om ze te verduurzamen of beter te isoleren. Momenteel lekt 40 procent van alle energie weg uit de gebouwde omgeving. Arup kan met zijn tool CRISP (Carbon Risk Impact Screening) de werkelijke prestaties van een gebouw vergelijken met de theoretische. Dan wordt echt duidelijk wat de zonnepanelen opbrengen, of de warmtepomp meer elektriciteit gebruikt dan nodig en of sensoren van het energie management systeem wel werken. Dan valt 70 procent van de gebouwen door de mand. De Vaan: “Dat betekent dat veel gebouwen met energielabel A+ in werkelijkheid presteren als een G-label. Dat is een probleem omdat de EU in 2027 niet meer kijkt naar de theoretische prestaties, maar naar de werkelijke prestaties. Dan zien vastgoedeigenaren ineens alle inspanningen verdampen.” Met behulp van zijn digitale tools kan het ingenieursbureaus vastgoedeigenaren helpen of bijvoorbeeld een transitieadvies geven.

Provada 14 juni 2022 12
Christa de Vaan van Arup tijdens haar presentatie op de Provada | Credit: André Oerlemans

In 2023 energielabel C verplicht

Per 1 januari 2023 moet een kantoorgebouw minimaal energielabel C hebben. Voldoet het gebouw niet aan de eisen, dan mag een eigenaar het per die datum niet meer als kantoor gebruiken of verhuren. Deze verplichting staat in het Bouwbesluit 2012. Een groot aantal kantoorgebouwen dreigt hierdoor te moeten te sluiten omdat ze niet voldoen aan de duurzaamheidseisen van de overheid.

Lees hier hoe kantoorpanden van een F naar een A-label brengt

Van kenniseconomie naar data-economie

Arup is niet de enige die data, AI en computermodellen toepast om gebouwen zo duurzaam mogelijk te ontwerpen. Ook Planologic koppelt synthetische data aan echte data om via kunstmatige intelligentie duizenden scenario’s door te rekenen, bijvoorbeeld voor het ontwerpen van een duurzame woonwijk. Het bedrijf is geen architect, ingenieur of ontwerpstudio, maar noemt zich een ontwerp- en besluitvormingsplatform. “We gaan van een kenniseconomie naar een data-economie. We rekenen miljoenen versies door om te zorgen dat de keuze vanaf dag één zo gefundeerd mogelijk kan zijn. Als je op dag één een verkeerde afslag neemt, dan wordt het daarna al zo ontzettend lastig om die duurzaamheidseisen in een gebouw te krijgen. Door alle varianten door te rekenen heb je veel minder correcties nodig”, zegt Pim van Wylick, oprichter en partner van Planalogic. Volgens hem zijn er meerdere keuzes mogelijk op dat vlak. “Er is nooit één oplossing. Je kunt bijvoorbeeld de CO2-uitstoot voorrang geven op circulariteit, maar je kunt het ook omdraaien. Iedere opdrachtgever zal daar een andere keuze in maken.”

Juiste keuzes maken

Het Nationaal Duurzaamheid Instituut (NDI) heeft verschillende tools en standaarden ontwikkeld om bedrijven en de publieke sector te helpen verduurzamen en de juiste keuzes te maken. Een daarvan is het Global Sustainable Enterprise System (GSES), een platform dat via blockchaintechnologie duurzame prestaties kan meten en verifiëren. Dat is bijvoorbeeld een goede meetlat bij de inkoop van producten of materialen, ook op projectniveau. “Ons platform helpt de juiste keuzes maken. Heel veel innovatie in de bouw komt uit de productie van bouwmaterialen. Hiermee kun je met geverifieerde en gecertificeerde data meten wat de impact is op een gebouw”, zegt CEO Kelly Ruigrok van GSES. Om wat duidelijkheid te scheppen in het woud van duurzame keurmerken wil GSES een overkoepelend systeem creëren waarin al die keurmerken en certificaten doorgelicht worden op gebied van circulariteit, duurzaamheid, gezondheid en sociale impact.

Gebouwen blijven doorontwikkelen

Softwarebedrijf bGrid benadert een gebouw als een smartphone. Het is een zogeheten API (Application Programming Interface) die het mogelijk maakt dat alle hard- en software in een gebouw met elkaar kan communiceren. Zo kunnen vastgoedeigenaren alle slimme technologie en toepassingen met elkaar integreren. Dat maakt het mogelijk om gebouwen continu te blijven aanpassen en verduurzamen volgens de laatste technieken. “We kunnen leren van data. Wat we vandaag bouwen is eigenlijk volgens de eisen en de stand der techniek van twee jaar terug. We moeten naar een structuur waarbij we vastgoed blijven doorontwikkelen, zodat het niet meer uitmaakt of een gebouw één jaar oud is of vijf jaar oud”, zegt Wouter Kok, CCO en medeoprichter van bGrid.

Provada 14 juni 2022 13
Pim van Wylick (links) van Planologic en Wouter Kok van BGrid (rechts) tijdens de paneldiscussie op de Provada | Credit: André Oerlemans
Change Inc.

join the changesluit je gratis aan

Bij een ecosysteem van 42.512 professionals, bedrijven en start-ups die samen aan oplossingen werken voor een betere toekomst. Met dagelijks kwaliteitsjournalistiek, inzichten en evenementen, want morgen wordt vandaag bedacht.

Join the change, word lid

Nieuws & Verhalen

Changemakers

Bedrijven

Events


Producten & Diensten

Magazines


Lidmaatschap

Inloggen

Sluit je aan


Over Change Inc.

Over ons

Waarom Change Inc.

Team

Partnerships & Adverteren

Werken bij Change Inc.

Pers & media

Onze partners

Contact

Start

Artikelen

Changemakers

Bedrijven

Menu