"3d-printen maakt architectonisch beton betaalbaar"

herbeleef het digitaal kennisevent buildup/green deal circulair bouwen

Bekijk hier de plenaire sessie met de keynote sprekers en enkele inspirerende video's van de partners van BuildUp. Door op de buttons onder de video te klikken, spring je meteen naar het gewenste fragment.

BuildUp viel net als in 2019 samen met de actiedag van de Green Deal Circulair Bouwen, het initiatief van OVAM, Vlaanderen Circulair en Vlaamse Confederatie Bouw dat ruim 300 partijen in de Vlaamse bouwsector verenigt in een lerend netwerk dat streeft naar de implementatie van circulair bouwen in Vlaanderen. De rode draad tijdens het plenaire gedeelte (met keynote sprekers Luc François, Ruben Braeken & Johny Verstegen en Theo Voogd) en de reeks interactieve workshops was de rol van bouwindustrialisatie en digitalisatie in circulair bouwen.

KEYnote 3: impact van 3D-betonprinten op het ontwerp- en bouwproces

door Theo Voogd, Bruil

Twee galerijflats uit de jaren ’70 ondergaan binnenkort een spectaculaire metamorfose. Dankzij een uniek ontwerp en het gebruik van het innovatieve 3D-betonprinten worden deze grauwe, monotone flats onherkenbaar getransformeerd in prachtige sculpturale appartementengebouwen. Theo Voogd vertelde ons aan de hand van dit unieke project wat de impact van 3D-betonprinten is op het werk van de architect, de constructeur en de aannemer. Een presentatie over hoe de digital supply chain en circulariteit hand in hand gaan. Bruil ambieert om via geautomatiseerde 3D-printing de vormvrijheid in architectonisch beton weer betaalbaar te maken en het verbruik en de verspilling van
primaire grondstoffen drastisch te verlagen.

Bruil Volgens Theo Voogd (Innovatiemanager bij de Nederlands betonfabrikant Bruil) kan industrieel, efficiënt en circulair bouwen ook buiten de grenzen van een absoluut maatsysteem om. “Prefab of 3D-printen van architectonisch beton biedt ontwerpers niet alleen een bijna oneindige vormvrijheid, maar maakt deze meteen ook betaalbaar. In plaats van complexe mallen te bouwen, die nadien bovendien bij het afval belanden, kan er namelijk quasi direct vanuit het digitaal model van de architect geprint worden, zonder aan prestaties in te boeten. Bij renovatieprojecten zoals enkele flatgebouwen in Den Helder (NL), heb je daarnaast het voordeel dat de nieuwe elementen perfect op de maatvoering van het bestaande gebouw aangepast kunnen worden.

Bruil

Zo wordt in dit project een nieuwe gevel geproduceerd die niet alleen nieuw karakter aan de gebouwen verleent, maar tevens de energetische prestaties verbetert en zo een langere levensduur in de hand werkt.” Dat beton niet meteen bekend staat als het meest ecologische bouwmateriaal, weet Voogd echter ook. “Er moet inderdaad verder ingezet worden op het optimaliseren van de bestanddelen van beton, maar in vergelijking met andere betonnen bouwelementen en ‑methodes biedt 3D-printen wel degelijk enkele voordelen. Naast het elimineren van de mallen en de mogelijkheid tot seriematige productie, zijn alle elementen bijvoorbeeld minimum recycleerbaar en kan de hoeveelheid benodigd beton dankzij de vormvrijheid beperkt worden.” Essentiële voorwaarde blijft evenwel, net als bij andere industriële bouwsystemen, een goede digitale communicatie. “Het vormmodel wordt volledig uitgewerkt in BIM, waarna het onder meer gebruikt wordt voor de stabiliteitsstudies en uiteindelijk de aansturing in de fabriek. Dat moet met andere woorden allemaal goed lopen.”

Lees meer over BIM-industrialisatie en bekijk het webinar van Mosard

vragen en antwoorden over 3D-printen van beton

Tijdens de live Q&A ging spreker Theo Voogd verder in op de mate waarin 3D-printen rijmt met circulaire en duurzame principes. Hieronder enkele bedenkingen van Theo en enkele deelnemers:

Is de afwerking steeds geribbeld of kan het ook glad gestreken? In hetzelfde geautomatiseerde proces?
"De ribbelstructuur hoort bij product, zoals een baksteen ook een structuur heeft en een malgevormd product in basis glad is. Wij kunnen de ribbels wel visueel aantrekkelijker maken door met de laaghoogte te spelen. Stuccen nadien is ook een optie."
Is er een gelijke levensduur te verwachten voor geprint beton als bij het 'normale' beton?
"De levensduur is gelijk aan normaal beton."
Welke mogelijkheden zijn er nu al om te printen met reststromen of met innovatieve materialen?
"Gerecycleerde materialen zijn mogelijk, maar worden nog weinig toegepast omdat het materiaal een consistente factor moet zijn. Dit vraagt nog verder onderzoek voordat dit buiten experimenten kan worden toegepast. Er wordt ook geëxperimenteerd met geopolymeren beton."
Hoe verantwoord je de CO2-impact van beton als bouwmateriaal wanneer je onherbruikbare (unieke) gevelelementen (korte levensduur) maakt? Staat 3D-printen niet haaks op circulair hergebruik? Hoe hergebruik je uniek geproduceerde elementen zonder compatibiliteit? Is deze technologie eigenlijk alleen zinvol en ecologisch voor een paar iconische gebouwen die heel lang (moeten) blijven staan? Of kan je het beton makkelijk recycleren (alhoewel hergebruik beter blijft)?
"Enerzijds kan je ook print maken op modulaire maten, waardoor je dezelfde herbruikbaarheid hebt als bij andere modulaire gevelelementen. Anderzijds moet je ontwerpen voor een zeer lange gebruiksduur en zorgen dat het ontwerp de moeite van het conserveren waard is. Verder bespaard 3D printen de productie van mallen. Hierdoor is de CO2 belasting 1 tot een factor 4 lager dan hetzelfde element uit een mal (intern onderzoek). Als laatste is het product volledig recycleerbaar."
Wie van de ontwerpers/bouwheren heeft ooit al één betonelement/staalelement/houtelement hergebruikt?
"Wij hebben dat al gedaan en proberen het vaker te doen.”; “Garantie op prestaties is een probleem. En de uurkost voor demontage, aanpassing en montage maakt het veel te duur.” Dat is een terecht punt. We weten echter niet of de grondstoffen die we nu gebruiken dan ook voldoende beschikbaar zijn en wat de prijzen zijn van primaire grondstoffen. Als primaire grondstoffen bijvoorbeeld extra belast worden, kantelt de situatie volledig."
De levensduur van beton is toch geen argument als het wordt toegepast als gevelelement waarvan de levensduur sowieso veel korter is?
"Als er een korte levensduur voorzien wordt, vraagt dit een andere afweging in materialisatie. Voor een korte levensduur i.c.m met geprint beton zou ik voor een demontabel systeem gaan. Dat is zeer goed mogelijk."
Kunnen we concluderen dat het niet gaat om het beste grid, of de grootste vormvrijheid, maar het ontwerpen van gebouwen en onderdelen waarvan je jezelf kan voorstellen dat iemand ze niet wil weggooien maar behouden of hergebruiken? “Of een combinatie van beide? Structuur en schil zo lang mogelijk behouden en indeling op grid?”
"Dat is zeker een optie! Wij kunnen iedere maat maken, dus ook een standaard maat. De 3D-printechniek kan binnen de stramienmaten. elk element weer een eigen vorm of patroon geven, zodat er toch een uniek gevelbeeld ontstaat, zonder meerkosten."

Meer waten over 3D-printen van beton? Lees dan dit verslag van de workshop 'Troeven van 3D-betonprinten'

BuildUp is een initiatief van Projecto in samenwerking met:

Circulair ontwerpen met modulaire deur- en wandsystemen (AVC Gemino)

Het belang van circulair bouwen (Saint-Gobain Gyproc)

Ecologisch transport over water (Knauf)

Circulariteit van minerale rotswol isolatie (Rockwool)

Wat is de impact van 3D-betonprinten op het ontwerp- en bouwproces?