Beter en duurzamer wonen: digital twins als fundament voor ‘actieve huizen’
In ‘actieve huizen’ is het niet enkel duurzamer leven, maar ook gezonder en comfortabeler. Maar om massaal te kunnen overschakelen op dit innovatieve woningconcept, is het gebruik van digital twins onontbeerlijk. Zo kan de prestatie van het gebouw ten allen tijde optimaal aangepast worden aan de noden van de bewoners. Dat legde Koen Maertens van Duco Ventilation and Sun Control uit op het jaarlijkse Symposium van Flanders Make.
Passiefhuizen zijn ondertussen al goed gekend, maar waarvoor staat het concept van een ‘actieve woning’ of ‘Active House’ precies? “Zo’n woning staat heel actief in wisselwerking met haar buitenomgeving om de leefomstandigheden binnenshuis te optimaliseren,” vertelde Koen Maertens, R&D directeur van Duco Ventilation and Sun Control in Veurne. “Ze zorgt onder meer voor ideale energieconsumptie, luchtkwaliteit, temperatuur… Tegelijkertijd heeft ze geen negatieve impact op de omgeving. De tendens naar actieve huizen maakt deel uit van een brede transformatie van de bouwsector.”
De doelstelling van actieve woningen richt zich dus op drie domeinen: gezondheid, comfort en duurzaamheid. Om de uitdagingen in deze domeinen het hoofd te bieden, maakt een dergelijk huis gebruik van technologie zoals sensoren en regelaars, zoals die onder meer door Duco worden gemaakt. De woningen zijn ook gebouwd met ecologische, biogebaseerde materialen.
Er zijn al verschillende unieke actieve woningconcepten ontwikkeld, van verschillende dimensies. Een project op grote schaal is het ‘IBR Future Complex’ in de Chinese stad Shenzhen, een omvangrijk gebouw met kantoren, onderzoekslabo’s, een auditorium en ruimte voor computerservers. In Oekraïne creëerde men daarentegen met het Geodesic.Life project een klein – enigszins futuristisch uitziend – woningconcept.
Bouwen in fabrieken
“De grote uitdaging ligt echter in massaproductie, het bouwen van vele betaalbare gebouwen in korte tijd,” stelde Maertens. Hij verwees onder meer naar de grote nood aan starterswoningen in Nederland, waar men berekend heeft dat er ieder jaar 76.000 van dergelijke woningen bij zouden moeten komen.
“Met traditionele technieken, zoals het ter plaatse optrekken van huizen met bakstenen en beton, gaan we er niet meer raken. Dat gaat te traag, heeft een te hoge ecologische voetafdruk en je kan daarmee niet bouwen in ecologisch gevoelige gebieden.”
Hoe zullen we dan in de toekomst bouwen? “In fabrieken, met biogebaseerde materialen die geen impact hebben op de natuur, zodat de gebouwen ook in gevoeliger natuurgebieden hun plaats hebben.” Volgens Maertens is het mogelijk om in de fabriek binnen de twee dagen een volledige woonst te construeren, uiteraard nadat er vooraf een uitgekiend ontwerpproces is gebeurd. De verschillende onderdelen worden dan op een vrachtwagen geladen en naar de plaats voor de woning gebracht. In slechts één dag kan het gebouw dan daar in elkaar gezet worden.
Digital twin met vier lagen
In het hele ontwerpproces vormt een digitale tweeling of digital twin het echte fundament van het huis. Een digital twin is een virtuele representatie van een fysiek product, een digitale dubbelganger die zich gedraagt zich net zoals het fysieke systeem of zoals een bepaald aspect van dat systeem, waardoor je een minutieus beeld krijgt van de werkzaamheid.
Met de digital twin kan je op voorhand tot in de details voorspellen hoe het actieve huis zal reageren op bepaalde invloeden. Zo kan je bijvoorbeeld bij het bepalen van de grootte van ramen nagaan hoeveel zonlicht ze zullen binnenlaten en welke invloed dit zal hebben op de temperatuur binnenshuis, in de verschillende seizoenen. Een digital twin wordt in deze opgebouwd in vier lagen, gelinkt aan vier belangrijke factoren: luchtkwaliteit, bewoning, thermiek (warmte) en akoestiek.
Aanpassen aan veranderende noden
“Maar in het algemeen kopen mensen natuurlijk een huis niet voor enkele jaren, dikwijls blijven ze er ongeveer dertig jaar wonen, waarbij de omstandigheden veranderen.” Actieve huizen zijn modulair, waarbij de grootte van het huis of van bepaalde ruimtes relatief eenvoudig kan aangepast worden. Zo kun je bijvoorbeeld kamers toevoegen voor een nieuw gezinslid, een extra werkruimte creëren of je keuken uitbreiden. Ook in de buitenomgeving kunnen er uiteraard zaken veranderen, bijvoorbeeld bomen die zozeer groeien dat ze het zonlicht steeds meer gaan tegenhouden.
Om te zorgen dat de performantie van het huis ten allen tijde behouden blijft, moeten er zaken aangepast worden op bijvoorbeeld het vlak van ventilatie, zonlicht of energieconsumptie. Die bijstellingen gebeuren het best aan de hand van dezelfde digital twin.
“De digital twin wordt tijdens de volledige levenscyclus van de woning geüpdatet,” zegt Maertens. “Het houdt de prestaties en gezondheid van de slimme woning bij tot deze aan het einde van de levensduur wordt ontmanteld en de onderdelen worden hergebruikt of gerecycleerd.”
Een digital twin vormt ook een belangrijk instrument om ondernemingen te overtuigen om te investeren in het ontwerpen van actieve woningen. “Vooraleer je actieve huizen kan bouwen, moet je eerst een aanzienlijke investering doen in het opzetten van de nodige fabrieken. Digital twins zorgen voor de nodige zekerheid bij het maken van dergelijke investeringen. Zo vormen ze cruciale facilitators die de transitie naar actieve woningen stroomlijnen.”
Deze presentatie maakte deel uit van het Symposium van Flanders Make, het jaarlijkse event waarop (inter)nationale sprekers de technologische trends voorstellen die de toekomst van de industrie zullen bepalen. De editie van 2022 stond in het teken van de weg naar ‘een duurzame, digitale en competitieve industrie’.
Deze presentatie maakte deel uit van het Symposium van Flanders Make, het jaarlijkse event waarop (inter)nationale sprekers de technologische trends voorstellen die de toekomst van de industrie zullen bepalen. De editie van 2022 stond in het teken van de weg naar ‘een duurzame, digitale en competitieve industrie’.
