De positionering en inrichting van het vakgebiedBouwtechniek I Uitvoeringstechniek

1. Inleiding

De afstudeerrichting Bouwtechniek / Uitvoeringstechniek (Building Innovationand Construction Technology) wordt op dit moment verzorgd door deIeerstoelgroep van Prof. Dr. Ir. Jos Lichtenberg.Het bestuur van de faculteit Bouwkunde (FBB) wil zich orienteren over detoekomstige inrichting van de afstudeerrichting Bouwtechniek /Uitvoeringstechniek, in het Iicht van de grote personele veranderingen die dekomende tijd in de huidige Ieerstoelgroep gaan plaatsvinden, en deontwikkelingen van het vakgebied.Daartoe heeft het FBB op 15 november 2012 ondergetekende gevraagd adviesuit te brengen over de toekomstige positionering en inrichting van het vakgebiedBouwtechniek / Uitvoeringstechniek (BT/UT).Daarbij zijn de volgende drie vragen gesteld:

1. Hoe sluit het vakgebied BT/UT het beste aan bij de vraag vanuit de(beroeps)praktijk?

2. Wat biedt het meeste perspectief bij het uitvoeren van wetenschappelijkonderzoek?

3. Wat geeft de meeste kans op valorisatie van onderzoeksresultaten?

Het voorliggende rapport geeft antwoord op de drie gestelde vragen.

Het advies (hoofdstuk 5) is tot stand gekomen na inventarisatie van aanNederlandse Technische Universiteiten aangeboden Master programma’s op hetgebied van Building Technology en Construction Technology (hoofdstuk 2), dehuidige positionering van Building Innovation and Construction Technology(BICT) binnen de faculteit Bouwkunde van de TU/e (hoofdstuk 3), en gesprekkenmet belangrijke stakeholders uit de beroepspraktijk (hoofdstuk 4).

2. Master programma’s aan de TU DeIft en de Universiteit Twente ophet gebied van Building Technology en Construction Technology

In het kader van de afstemming tussen de ‘bouwfaculteiten’ van de TechnischeUniversiteiten in 3TU verband, is gekeken naar de aangeboden Masterprogramma’s op het gebied van Bouwtechniek (Building Technology) enUitvoeringstechniek (Construction Technology) aan de TU Deift en de UniversiteitTwente.

1. Master programma’s aan de faculteit Bouwkunde van de TUDeIft.

Bij de faculteit Bouwkunde van de TU Deift worden de volgende Masterprogramma’s aangeboden:Building Technology, Urbanism, Geomatics, Landscape Architecture, Real Estate& Housing, Architecture, Construction Management & Engineering en WaterManagement.

Master program in Building Technology (TU DeIft).Dit Master programma Ieidt architecten op met een technische focus, enwordt als volgt omschreven:

Designing and building an innovative and sustainable living environmentfor tomorrow’s world may well be one of humanity’s greatest challenges.Society must create a physical environment to meet current needs, yetsimultaneously create a sustainable legacy for future generations. Thisdemands architectural and engineering skills across a broad spectrum. TheBuilding Technology track and the strongly related ArchitecturalEngineering specialization prepare the architect and building engineer forthis challenge. The Architectural Engineering specialization presentsstudents with opportunities to acquire the knowledge and skills required toqualifr as an architect while pursuing a course of study with a moretechnological focus.What you will learn:The Building Technology track and the Architectural Engineeringspecialization both cover a wide range of disciplines and share a commonbase in the first year. The methodology is based on an integrated designprocess in which design, research and technology are reinforced withtopics such as product development, materials science, building physics,climate design, structural mechanics and structural design, design ofconstruction, computation and modeling, and roduction techniques.

Master program Construction Management and Engineering (TUDeIft).In samenwerking met de faculteiten Civil Engineering and Ceo Sciences enTechnology, Policy and Management wordt door de faculteit Bouwkundeook een Master programma Construction Management and Engineeringaangeboden, als volgt omschreven:

The master program Construction Management and Engineering (EMSoffers a broad spectrum of courses focusing on the growing need forreform in the building industiy; The program prepares the student for a lifein the dynamic environment of the construction business by focusing onknowledge of processes, lifecycle and risk management; and contracts toname a few.What you will learn:A degree in ~ME will provide the student with an extensive knowledge inthe field of management and communication with courses such as cross-cultural management, financial engineering and project managementplaying an important role. The students paWcipating in this program notonly-develop their engineering; problem solving and communication skillsbut also learn how to achieve desired changes in the building industry andassess the consequences for the construction process and its organization.Construction Management and Engineering ismultidisciplinar,’,international ofienta ted and is coàperation between the faculties of CivilEngineering, Architecture and Technology, Policy and Management.

2. Master programma’s aan de faculteit Civiele Techniek van deUniversiteit Twente

Master program Construction Management and Engineering(Universiteit Twente).Dit Master programma, onderdeel van de faculteit ConstructieveTechnische Wetenschappen (CTW, bestaande tilt Civiele Techniek,Industrieel Ontwerpen en Werktuigbouw) Ieidt ingenleurs op die bij civieleprojecten technische en niet-technische aspecten kunnen combineren. Hetprogramma wordt als volgt omschreven:

The construction industry’ is changing rapidly. New techniques, shiftingroles, complicated logistics and globalization are having a major impact onthe nature of construction projects. Complex, innovative andmultidisciplinary projects in a dynamic environment call for a new breed ofengineers who are able to expertly combine engineering knowledge withmanagement skills.The Master’s programme in Construction Management and Engineering(CME) can train you to be just such an engineer. A hands-on expert who isable to combine the technical aspects of civil engineering projects with the

on-technical.

The 3TU Master’s programme in CME combines individual technicalapproaches to processes in which governance issues, societal trends andmanagement methodologies are integrated using cutting edge technology.Key areas of study in the University of Twente ‘s CME programme includesustainable building, public-private governance, industrialization inengineering and construction, supply chain and IT, and risk managementThe broad programme has been developed in close association with theconstruction industry and is process- and design-oriented as well asproject-based.This programme has no specializations.

3. Master programma CME aan de TU Eindhoven

Master track Construction Management and Engineering (TUEindhoven).In samenwerking met de faculteit Industrial Engineering & InnovationSciences wordt ook aan de TU Eindhoven een CME opleiding aangeboden,met de volgende omschrijving:

The increasing dynamic complexity of construction and, consequently, thechanging perception of interests and values have initiated the developmentof a new program in the domain area between ‘construction engineering’and ‘scientific management and economics~ This Master program is bothprocess and organization orien ted, with a central focus on design,organization and management of urban development and managementprocesses. The specialization of CME at TU/e consists of ConstructionManagement & Urban Development CMUD is a scientific Master programthat focuses on the societal and scientific analysis of real world problemshi which two domains of science are combined: (urban) building sciencesplus management and innovation sciences. The major TUIe departments —

the department of the Building Environment (BE) and IndustrialEngineering & Innovation Sciences (IE&FS) - support the education andresearch.

Conclusies:

Building Technology wordt, buiten de TU/e, alleen aan de faculteitBouwkunde van de TU Deift als Master programma aangeboden. Het isopgezet vanuit het perspectief van de architect, en omvat een breedspectrum aan onderwerpen, varierend van productontwikkeling enconstructief ontwerpen tot klimaatontwerp.

• Construction Technology wordt als Master programma niet aangebodenaan de TU Deift en de Universiteit Twente. Wel zijn er plannen omConstruction Technology toe te voegen aan het Master programmaBuilding Technology (zie [1]), maar deze zijn (nog) niet geeffectueerd.Hier liggen dus kansen voor de faculteit Bouwkunde van de TU/e.

• Construction Management and Engineering wordt als Master programmaaangeboden aan alle drie TU’s. Deze opleidingen hebben een focus op(bouw)management van civiele projecten (CME I Universiteit Twente enTU DeIft) resp. binnenstedelijke projecten (CME I TU Eindhoven). Defaculteit Bouwkunde van de TU/e kan zich onderscheiden van de andereTU’s door een Master programma aan te bieden dat zich focust optechniek, productiemethoden en proces, en niet op management. Dit sluitaan bij het advies dat een commissie van wijze mannen heeft uitgebrachtaan het Faculteitsbestuur Bouwkunde (FBB) op 20 maart 2009.

3. Huidige positionering BICT binnen faculteit Bouwkunde

De faculteit Bouwkunde (Building Environment) van de Technische UniversiteitEindhoven biedt een masteropleiding aan op academisch niveau. Deze opleidingduurt nominaal 2 jaar en is gericht op het op wetenschappelijke grondsiagbeoefenen van het bouwkundig ontwerpen en —onderzoeken. Afgestudeerdenkrijgen de graad ‘Master of Science in Building Environment’ (MSc), en mogen detitel ‘Bouwkundig Ingenieur’ voeren (Ir). Binnen de opleiding kan gekozenworden ult een aantal specialisaties, ook wel Master programma’s genoemd.Voor het academisch jaar 2012-2013 zijn dit:

Architecture — Building Innovation and Construction Technology (BICT) — RealEstate Management & Development (REMD) — Structural Design (SD) — UrbanDesign and Planning - Building Physics and Systems (BPS) - Building Services.

Vanaf de oprichting heeft de faculteit Bouwkunde zich gericht op deontwerpende, adviserende en uitvoerende disciplines in de bouwsector. Met eenfocus op de technische kant van het bouwen. Daarin onderscheidde het zich vande andere technische universiteiten, waar de nadruk lag op architectonisch enstedenbouwkundig ontwerpen (TU DeIft, faculteit Bouwkunde) c.q. managen van(civiele) bouwprojecten (Universiteit Twente, faculteit Constructieve Tech nischeWetenschappen). Tot 10 jaar geleden waren er twee gescheidenafstudeerrichtingen op het gebied van Bouwtechniek en Uitvoeringstechniek, metelk een eigen leerstoel. Hierbij ging Bouwtechniek over de ‘maakbaarheid’ enUitvoeringstechniek over het ‘maken’ van (onderdelen van) gebouwen.Met de oprichting van de specialisatie ‘Building Technology’ in 2009(?) werden debeide afstudeerrichtingen gecombineerd binnen één leerstoel.

Building Technology bestaat uit de richtingen Bouwtechniek enUitvoeringstechniek. Het Master programma richt zich op de technische kant vanhet ontwerpen en de maakbaarheid van gebouwen.

BouwtechniekDe afgestudeerde bij Bouwtechniek richt zich op de techniek van hetbouwen en het doel- en prestatiegericht verleggen van grenzen daarbij,vanuit de maatschappelijke themas: energie, duurzaamheid (C2C),veiligheid en vergrijzing.Bouwtechniek is multidisciplinair. Vorm, functie en proces komen hier bijelkaar. Dit met betrekking tot zowel het ontwerpen en (doen) realiserenvan gebouwen als van gebouwonderdelen.

UitvoeringstechniekDe afgestudeerde bij Uitvoeringstechniek richt zich op de samenhangtussen ontwerp en uitvoering van een gebouw. Enerzijds wordt kennisontwikkeld over de uitvoerbaarheid van een bouwplan, anderzijds wordtbegrip ontwikkeld voor de waarden die ontwerpers bewegen.Centraal bij Uitvoeringstechniek staat het bouwen, het maken van hetgebouw. Voor de realisatie van een gegeven ontwerp van een gebouwworden werkmethoden bestudeerd, gekozen en ontwikkeld. Doel hierbij isde optimale inzet van materiaal, materieel en arbeid, gezien de gevraagde

kwaliteit in relatie met de benodigde tijd en kosten binnen demaatschappelijke randvoorwaarden en ontwikkelingen.In het Master programma ‘Construction Technology’ worden studentenopgeleid tot het op wetenschappelijke wijze zelfstandigontwerpen/ontwikkelen van een productieproces voor een gebouw.Bovendien worden plannen gemaakt om de kwaliteit, tijd en kosten vanhet productieproces te kunnen beheersen.

In het huidige Engeistalige Master programma wordt de combinatieBouwtechniek en Uitvoeringstechniek aangeboden onder de naam BuildingInnovation and Construction Technology (BICT) met de volgendeomschrijving:

The BICT Master program prepares students for a challenging professionalcareer. The challenge in research and practice is related to major societalchange and aims to develop processes, technology and products(buildings, parts and materials) that will meet future requirements.n BICT, candidates will develop skills to act as frontrunners in building

technology enabling them to conduct or support architectural designprocesses, to be a product developer in industry or to accomplish complexbuilding assignments as a contractor. It is possible to contribute toresearch and to become an expert on sub-areas, addressing topics likeproduction, sustainability and adaptability, energy neutrality, indoorcomfort, automation, etc., all rela ed to the Smart Building vision(Slimbouwen). It is also possible to develop integral design skills, bringingtogether expertise and taking into account the total process of initiation,engineering, production, buildin , use, dismantling and recycling.

Uit de gesprekken met de stakeholders1 is het volgende naar voren gekomen.Het combineren van de oorspronkelijk gescheiden afstudeerrichtingenBouwtechniek en Uitvoeringstechniek binnen één Master programma wordt alswaardevol ervaren, omdat de ontwikkeling van bouwcomponenten en deproductie en assemblage cfaarvan een gemntegreerd proces is, waarbij kennis vanontwerp- en productietechnieken en productieprocessen essentieel is.De Master opleiding zou als naam kunnen krijgen: Building and ConstructionTechnology.De opleiding zou als katalysator moeten dienen voor wat genoemd kan worden:Het Nieuwe Bouwen, waarbij aannemers als regisseur samenwerken metzorgvuldig geselecteerde co-makers, die in een volledige vorm vanketenintegratie2 volgens de lean-fllosofie3 samenwerken bij de ontwikkeling,productie en montage van modulaire, industrieel vervaardigde, integralebouwcomponenten, die toegepast kunnen worden in open bouwsystemen,afgestemd op de wensen van de klant.

Binnen de Master opleiding zou gekozen moeten kunnen worden tussen deprofielen: Bouwtechnoloog (ontwerper van bouwcomponenten) enBouwprocestechnoloog (ontwerper van het bouwproces).

1Zie hoofdstuk 42Zie hoofdstuk 43Zie hoofdstuk 4

Het eerste jaar van de Master opleiding kan gemeenschappelijke onderdelenbevatten. Het tweede jaar kan gebruikt worden voor een specialisatie totBouwtechnoloog resp. Bouwprocestechnoloog. Aan beide specialisten heeft debouw behoefte.

Net vakgebied van de Uitvoeringstechniek zou zich moeten richten op allebouwlagen, dus niet alleen de Gebouwschil en het Inbouwpakket, maar ook deDraagconstructies en de Installaties. In dat kader is een nauwe samenwerkingmet de Master programma’s van Structural Design en Building Services gewenst.Ook zal een nauwe samenwerking moeten plaatsvinden met Building Physics andSystems voor wat betreft de bouwfysische aspecten van gebouwcomponenten.

4. Gesprekken met belangrijke stakeholders ult de beroepspraktijk

Om tot een objectief advies te komen zijn gesprekken gevoerd met belangrijkestakeholders4 uit de beroepspraktijk.Dit waren de volgende personen, met tussen haakjes hun bedrijf en functie:

• Ir. P. (Paul) Klunder (AST, bouwtechnisch adviseur, directeuradviesgroep Bouwmanagement);

• Ir. 3. (Joost) Heijnis (Cepezed, bouwtechnisch ingenieur, voorzitterBooosting);

• Ir. H.T.P.M. (Henk) Janssen (BAM Utiliteitsbouw, directeur GroteProjecten);

• Ir. p. (Piet) van Hoeven (VoikerWessels Bouw &Vastgoedontwikkeling West by, directeur);

• Ir. F.H. (Frans) Knops, (Boele & van Eesteren, directeur);• Ir. 3. A. (Jaap) Hazeleger (8AM Techniek, statutair directeur);• Ir. ER. (Esther) Hebly (Oskomera by, Manager Research &

Development).

Uit deze gesprekken zijn de volgende ontwikkelingen (trends) enaandachtspunten naar voren gekomen.

a. Integraal ontwerpenEen gebouw bestaat uit vier onderscheiden bouwlagen:

• de constructie voor het dragen van de gebouwbelastingen;• de installaties voor het zorgen van een comfortabel binnenklimaat

en het verzorgen van de faciliteiten voor gebruikers;• de gebouwschil voor de scheiding van binnen en buiten;• het inbouwpakket voor de compartimentering en afwerking van

wanden, vloeren en plafonds.Deze bouwlagen worden (traditiegetrouw) door verschillende disciplinesontworpen en uitgewerkt: de constructeur, de installatieadviseur en dearchitect waarbij de laatste meestal ook zorgt voor de ontwerpcoordinatietussen de disciplines.Het moderne bouwproces vraagt om een integrale benadering door deontwerpende en uitvoerende disciplines, vanuit oogpunt van vormgeving,functionaliteit, comfort en inpassing in de omgeving.Bij een integrale ontwerpbenadering worden alle aspecten van een gebouwals het ruimtelijk ontwerp, de constructie en materialisatie, maar ook deinstallaties en bouwfysische voorzieningen tot één ondeelbaar geheelgesmeed. Voor deze benadering dient de basis te worden gelegd in deopleiding.Het vakgebied van de Bouwtechniek en Uitvoeringstechniek zou zichdaarbij moeten positioneren in het centrum van de genoemde disciplines,en zorgdragen voor een integrale ontwerp- en procesbenadering.

‘ Stakeholders vormen een representatieve vertegenwoordiging van de vakgebieden Bouwtechniek en

Uitvoeringstechniek, en zijn alien actief in de dagelijkse bouwpraktijk,

b. Ontwerpen en bouwen op IevensduurOpdrachtgevers vragen steeds meer om een levensduur benadering (LifeCycle approach). Hierbij dient in de ontwerpfase niet alleen rekening teworden gehouden met de uitvoeringsfase (‘maakbaarheid’), maar ook metde exploitatiefase (energiebehoefte, technische levensduur /onderhoudsbehoefte, functionele evensduur / flexibiliteit enaanpasbaarheid). Nieuwe contractvormen als Design & Built, Design &Engineering, DBFMO (Design, Built, Finance, Main tath & Operate) en PPS(Publiek Private Samenwerking) spelen bier duidelijk op in.Het voorspellen van de technische Tevensduur van gevelcomponenten(Ievensduurverwachting) en het degradatiegedrag van materialen vraagtom een objectieve onderbouwing, waarvoor wetenschappelijk onderzoekeen bijdrage kan leveren.

In het proces van totstandkoming van gebouwen en gebouwonderdelenonderscheiden we de volgende fasen na het nemen van een initiatief:Conceptontwikkeling (1) — Ontwerpen (2) — Detailleren (3) — Fabriceren(4) — Transporteren (5) — Monteren (6) — Beheren (7) — Ontmantelen (8).Het domein van de Bouwtechniek heeft vooral betrekking op de eerste driefasen; bet domein van de Uitvoeringstechniek op de fasen (4) t/m (6),met steeds meer ook de fasen (3) aan de ‘voorzijde’ en de fasen (7) en (8)aan de ‘achterzijde’. Uitvoeringstechniek zou zich dus meer moeten gaanrichten op de fase “Detailleren” en de fase “Beheren”.

c. Ontwerpen en bouwen op basis van kiant specifieke wensenHierbij moet gedacht worden aan het ontwikkelen van Multi tenantgebouwen, bestaande uit een generieke drager en een klant specifiekinbouwpakket, dat aanpasbaar en flexibel is. Ook het Nieuwe Werkenvraagt om kiant specifieke gebouwen, waarbij hoge eisen gesteld wordenaan de installatie-infrastructuur, een productiviteitsverhogendewerkomgeving en een bij de kiant passende corporate identity van betgebouw.

d. Verschuiving van ‘design from scratch’ naar ‘mass customization’Traditioneel worden gebouwcomponenten ontworpen door architecten enconstructeurs, en volgens bestekspecificaties project- en kiant specifiekgefabriceerd. Uitzondering hierop vormen de installatieadviseurs, die atjaren gebruik maken van gestandaardiseerde industrieel vervaardigdeinstallatiecomponenten voor de technische installaties van gebouwen.Alleen de distributiesystemen worden nog steeds op maat in het werkgemaakt. Ook constructeurs maken voor een deel van hunconstructieontwerp gebruik van gestandaardiseerde industrieelvervaardigde producten, zoals kanaalplaatvtoeren en stalen dakplaten.Een nieuwe ontwikkeling is mass customization. Hierbij gaat het om opgrote schaal kiant specifiek produceren van gebouwcomponenten. Hetbusiness model hierbij is het combineren van het beste van maatwerk enmassaproductie. Naast dit vraaggestuurd produceren (demand-drivensupply) kennen we ook het Living Building Concept: supply-drivendemand.

Living Building ConceptProfessor Hennes de Ridder (TU DeIft) has developed the so-called LivingBuilding Concept (LBC), a new approach to life cycle management of builtservices that can potentially lead to a substantial reduction of risks andtransaction costs. Key element in the approach is the change fromdemand-driven supply to supply-driven demand. Unilke other industries,the building and construction industry is traditionally one where those whoproduce (the builders) are not the ones who come up with the initial idea(the client and his architects). Therefore, the client doesn’t get as much ashe should or could get, and the builders hardly make any profit. Instead,within the LBC, builders come up with creative solutions and clients choosea builder that offers the best solution to their specific problem or demand.Furthermore, there is the added possibility of entering into a servicecontract that states the builder will adjust the building to future changes infunction and use, but also to changes in technology, climate or buildingregulations. This way, the client gets a product that will suit his futureneeds as well.

In beide gevallen vraagt bet om een ‘bouwtechnoloog’ die het vakgebiedvan ontwikkeling en productie van bouwproducten, -elementen en-componenten volledig beheerst.

e. Verbetering van het bouwproces qua logistiek en doorlooptijdTijdens de UT-dag in februari 2009 is aangegeven door het afnemend velddat de faculteit Bouwkunde van de TU Eindhoven moet opleiden tot‘bouwprocestechnologen’ (ontwerpers van het bouwproces). In het lichtvan ontwikkelingen naar meer industrieel en conceptmatig bouwen(verschuiving van bouwplaats naar industrie, van bouwen naarassembleren), en steeds complexere projecten, is er behoefte aangrensverleggende en innovatieve ingenieurs, die vanuit een hogerabstractieniveau de problemen van de komende jaren kunnen gaanoplossen. Naast de meer ambachtelijk ingestelde ‘werkvoorbereiders’ ophbo-niveau.

De Lean-filosofie, overgenomen vanuit de Japanse automotive industry(Toyota) streeft naar een vorm van waarde denken, waarbij de klantcentraal staat en een interne procesorganisatie ontstaat vrij vanverspillingen. Het permanent kennis met elkaar delen, aanspreekbaar zijnop prestaties en streven naar steeds beter worden zijn de pijiers onder deLean-filosofie. Door een optimale afstemming van de logistieke processentussen leveranciers en aannemers resp. architecten en adviseurs kan veelgeld en tijd bespaard worden. Just-in-time (JIT) leveringen vormen daareen voorbeeld van.

Ketensamenwerking is het managen van activiteiten die gericht zijn opde coordinatie van verschillende schakels in de keten, met als doel degehele keten te optimaliseren als ware het één gezamenlijke organisatie.Dit kan door transactioneel, verkennend, functioneel en ondernemendsamenwerken. Ondernemend samenwerken is de meest vergaande vormvan samenwerken die wordt aangeduid als ketenintegratie.

Ketenintegratie is gebaseerd op gelijkwaardigheid en vertrouwen tussenpartners en geldt voor de lange termijn. Onderzoek [3] heeft aangetoonddat met ketenintegratie 3O% doorlooptijdreductie, 10% lagere kosten eneen hogere klanttevredenheid bereikt kunnen worden.

f. Virtueel bouwen (BIM)Succesvolle productiemethoden en samenwerkingsmodellen uit anderebranches, zoals de Automotive en de luchtvaart, worden nu ookovergenomen door de bouwsector. Op dit moment wordt BuildingInformation Modelling (BIM) ontwikkeld door de bouwsector. Hierdoorontstaat een consistent ruimtelijk ontwerp en een up to dateinformatiebron voor alle partijen. Een integraal ruimtelijk ontwerp zonderclashes leidt tot verkorting van de bouwtijd, reductie van de faalkosten enminder coordinatie tussen de uitvoerende partijen tijdens de bouw. Qok iseen betere informatieoverdracht van ontwerp- naar uitvoeringsfase, envan uitvoerings- naar beheerfase mogelijk. In het verlengde hiervan vindtkoppeling plaats van model naar Computer Aided Manufactoring (CAM),met name voor het produceren van complexe geometrische vormen.

g. SlimbouwenSlimbouwen is een visie op integraal niveau om te komen totnoodzakelijke vernieuwingen in de bouwsector. Net huidige bouwproceskenmerkt zich door een inefficiente wijze waarop verschillende disciplinesmet elkaar verweven worden. Het fysiek en organisatorisch ontkoppelenvan installaties blijkt de sleutel tot een efficienter en economischerbouwproces te zijn. Industrieel en flexibel bouwen maken onderdeel uitvan Slimbouwen. Daarnaast is Slimbouwen een herbezinning op materiaalen volumegebruik, waarmee innovaties op het gebied vankostenbesparingen en duurzaamheid kunnen worden bereikt.Slimbouwen wordt erkend als een waardevolle ontwikkeling, die tot standkomt in nauwe samenwerking met de praktijk. Slimbouwen wordt sterkgekoppeld aan de persoon van prof. Jos Lichtenberg, en daarmee aan defaculteit Bouwkunde. Hiermee kan de faculteit zich naar de marktprofileren.

h. Vrije vormen in de architectuurDoor snelle ontwikkelingen in de ICT van het afgelopen decennium zien wedat het architectonisch vocabulaire niet langer beperkt blijft totgeometrisch eenvoudig te beschrijven vormen. Architecten ontwerpensteeds meer gebouwen met vrije vormen, waarbij het een grote uitdagingis om deze binnen beschikbare bouwkostenbudgetten te realiseren.Nieuwe, efficiente productiemethoden voor deze complexe ruimtelijkeconstructies moeten worden ontwikkeld5.

i. Systems EngineeringSystems Engineering is een interdisciplinair terrein in de engineering datzich richt op de wijze waarop complexe projecten moeten wordenontworpen en gemanaged tijdens hun levenscyclus. Onderwerpen als

Een voorbeeld hiervan vomit het onderzoeksproject Vacuumatics van promovendus Ir. Frank Huijben, waarineen aanpasbaar en herbruikbaar bekistingssysteem voor ruimtelijk gekromde betonschalen wordt ontwikkeld.

betrouwbaarheid, lagistiek, caordinatie tussen verschillende disciplines enkwaliteitsbewaking warden namelijk steeds moeilijker bij grate, complexeprojecten. Systems Engineering gaat aver werkpracessen,optimalisatiemethoden en tools am de risica’s van deze projecten temanagen. Systems Engineering zargt ervoor dat alle aspecten van eenproject of systeem worden beschauwd en geIntegreerd in het geheel.Systems Engineering is door PraRail en RWS geIntraduceerd in de GWWsector, en wordt steeds meer taegepast in de B&U-sector.

j. DuurzaamheidDuurzaamheid vormt steeds meer een vanzelfsprekendheid in hethedendaagse bouwpraces. Naast het hiervoor ander b. genaemde‘ontwerpen en bouwen op levensduur’, valt hieronder: energiebesparing,duurzame energievoorziening, minimaal materiaalgebruik, geslotenkringloap van bouwmaterialen en duurzaam hergebruik van bestaandvastgoed.De antwikkeling van energie-neutrale gebouwen c.q. energieproducerende gebauwen en gebauwcomponenten zal de komende jaren inversneld tempo doargaan. Europese regelgeving en nationale wet- enregelgeving zal deze ontwikkeling stimuleren. Vanaf 1 januari 2013 wordteen milieuprestatieberekening voor woningen en kantoargebouwengevraagd, waarbij oak materiaal-gebanden milieuaspecten een steedsgratere rol gaan spelen. Te denken valt hierbij aan beperking van detoepassing van bauwmaterialen met een hage CO2 emissie.

k. Ontwikkelen van modulaire, flexibele en integrale bouwconceptenTe denken valt hierbij aan het antwikkelen van geprefabriceerdeOperatiekamers voar ziekenhuizen en sanitaire units voar verpleeghuizen.

I. Performance based productionSteeds meer vraagt de markt om bouwcompanenten die valdoen aan eenvan te voren nauwkeurig vastgelegde prestatie eis, bijv. ap het gebied vanbrandveiligheid, geluidwering, luchtdichtheid en explosiebestendigheid. Ditvraagt om simulatiemodellen waarmee deze prestaties vooraf voarspeldkunnen worden, zadat op kastbare testen van prototypes bespaard kanword en.

5. Advies

Kernvraag 1: Welke toekomstige invulling van Bouwtechniek IUitvoeringstechniek sluit het beste aan bij de vraag vanuit tie(bouw) beroepspraktijk’

Het Master programma Bouwtechniek / Uitvoeringstechniekmoet zich richten op de levenscyclus (ontwikkeling, productie,transport, assemblage en onderhoud) van bouwcomponenten,zowel voor nieuwbouw als renovatie / restauratie vanbestaande gebouwen. Hierbij ligt de focus op de bouwlagenGebouwschil en Inbouwpakket, in relatie met de bouwlagenInstallaties (Building Services) en Draagconstructies(Structural Design).Voor bouwcomponenten geldt dat een integrale benaderingvan ontwerp en uitvoering (= fabricage + montage) gewenstis.

Bouwtechniek:De ontwerper van bouwcomponenten (bouwtechnoloog) moetniet alleen kennis hebben van ontwerpmethoden, maar ookvan materiaaleigenschappen, productie-, bewerkings- enassemblagetechnieken, onderhoud, etc. De markt vraagt ombouwtechnologen die bouwconcepten, -componenten en —

systemen kunnen ontwerpen vanuit een industrieel ontwerp—en productieperspectief, met in acht name van kosten,menselijke aspecten, maakbaarheid, klantbehoeften, estheticaen gebruiksgemak.

U itvoe ri n astech n ie k:De ontwerper van het bouwproces (bouwprocestechnoloog)moet zich richten op techniek (o.a. mechanisatie),bouwmethodiek en procesorganisatie en niet op management.

Het vakgebied van de Bouwtechniek en Uitvoeringstechniek zal zichdaarbij moeten richten op alle vier genoemde bouwlagen, en zorgdragenvoor een integrale ontwerp- en procesbenadering.

Tot de kerncompetenties van tie afstudeerders van Bouwtechniek IUitvoeringstechniek zal moeten horen het beheersen van nieuwesamenwerkingsvormen, zoals hiervoor omschreven onder Lean-filosofie,ketenintegratie en BIM. Met deze competenties moeten zij zorgen vooreen cultuuromslag in tie bouwsector.

Kernvraag 2: Welke toekomstige invulling van Bouwtechniek /Uitvoeringstechniek biedt het meeste perspectief voor hetuitvoeren van wetenschappelijk onderzoek?

Een technische universiteit moet zich vanzelfsprekend richtenop technologie, echter wel vanuit een brede visie. Hetontwikkelen van ontwerpmethoden (design tools) en nieuweprocesbenaderingen moeten daar onderdeel van uitmaken.Universiteiten hebben een missie om lange termijn visies entoekomst scenario’s te ontwikkelen waarmee een vruchtbarebodem ontstaat voor groei en bloei van de bouwindustrie.

Een toekomstige invulling van Bouwtechniek /Uitvoeringstechniek die zich richt op ontwerp (van integralebouwcomponenten), bouwtechnologie en bouwproces, biedtvoldoende perspectief voor bet uitvoeren vanwetenschappelijk onderzoek.

Wanneer technologie gedefinieerd wordt als het opsystematische manier in de techniek toepassen van nieuwe,meestal natuurwetenschappelijke, kennis ten behoeve vanpraktische doeleinden, dan is technologie zelf geen purewetenschap.

Het wetenschappelijk onderzoek kan wel betrekking hebbenop het ontwerp van nieuwe bouwcomponenten.Hierbij dient zowel de relatie ontwerp — productie, als deintegratie van functies binnen een bouwcomponent centraal testaan6.Op een zorgvuldige, verifieerbare en systematische wijze kaneen ontwerp van een bouwcomponent worden gemaakt,waarvan vervolgens een prototype wordt gemaakt datexperimenteel onderzocht wordt. De resultaten van een

6 De All-in-One Façade van het project de Monarch I in Den Haag vormt hier een goed voorbeeld van.

dergelijk wetenschappelijk onderzoek worden vastgelegd ineen proefontwerp7.

Toegepast wetenschappelijk onderzoek (gericht op hetontwikkelen van toepassingen) leent zich meer voor ditvakgebied dan fundamenteel wetenschappelijk onderzoek(gericht op nieuwe theorievorming).Ook voor een goede aansluiting met de beroepspraktijk istoegepast wetenschappelijk onderzoek te prevaleren.

Het wetenschappelijk onderzoek kan ook betrekking hebbenop het proces van bouwen.Hierbij worden de volgende vier aandachtsgebieden benoemd,waarvan de ontwikkeling van kennis door onderzoek voor delange termijn van belang wordt geacht:1. Snelheid van bouwen8; het verkorten van de doorlooptijd

van het bouwproces wordt door verschillende stakeholdersals één van de belangrijkste aandachtsgebieden genoemd.Hierbij kunnen modellen, ontwikkeld in de proces- ensysteemtheorie of andere vakgebieden, worden ingezetvoor verbetering van het bouwproces9. Verder zal hetonderzoek betreffen naar nieuwe samenwerkingsmodellenen risicoanalyses.

2. Veilipheid van bouwen: het verbeteren van de veiligheidbij het bouwproces wordt als tweede aandachtsgebiedgenoemd10. De constructieve veiligheid speelt hierbij debelangrijkste ro!.

3. Duurzaam bouwen: het verlengen van de technische enfunctionele Ievensduur van gebouwen (flexibel enaanpasbaar bouwen), maar ook de duurzame bouwplaats.

4. Virtueel bouwen: het toepassen van Building InformationModelling en andere ICT toepassingen in het bouwproces”.Ook het ontwikkelen van simulatiemodellen voor prestatiesvan gebouwcomponenten kan hiertoe gerekend worden.

Door deze aandachtsgebieden te kruisen met concrete enpraktische kennisbehoeftes uit de markt ontstaat een matrix,waarmee het werkveld in principe kan worden ingekaderd eningevuld.Voorbeelden van actuele kennisbehoeftes zijn:

Het promotieonderzoek van Dr. Ir. Faas Moonen over de gemndustrialiseerde bouwwijze van funderingen,vormt hier een goed voorbeeld van.

Het bekendste voorbeeld van het verkorten van de bouwtijd vormt de bouw van het 15 verdiepingen tellendeThe Ark Hotel in Changsa (China) dat in slechts 2 dagen is gerealiseerd met Lean-principes.

Een voorbeeld hiervan is het procesverbeteringsmodel CMMI (Capability Makersly Model Integrated) uit desoftware industrie, dat is ingezet voor procesverbeteringsconcepten voor aannemers.

Recente instortingen tijdens de bouw, waarbij slachtoffers te betreuren waren (2~ bouwfase tribune dakGrolsch veste in Enschede, B-Tower in Rotterdam en de Internationale School in Eindhoven) wordenmaatschappelijk niet geaccepteerd.“Dit onderzoeksveld valt onder het Master programma DDSS.

- Renovatie- en transformatieprocessen van bestaandvastgoed;

- Bouwen op beperkte binnenstedelijke locaties.

Vooral bij renovatie- en transformatieprojecten opbinnenstedelijke locaties vormt beperking van de doorlooptijd(en daarmee beperking van overlast van de omgeving) eenbelangrijk onderzoek punt.

Onderzoeksmethoden kunnen zijn: het verrichten van casestudies, het uitvoeren van computersimulaties en empirischonderzoek.Bij empirisch onderzoek wordt een hypothese ontwikkeld opbasis waarvan voorspellingen worden gedaan die getoetstworden door waarnemingen, waarna de resultaten wordengeevalueerd.

Bij de keuze van de onderwerpen voor onderzoek spelen demogelijkheden van valorisatie (zie hierna) en de persoonlijkeinteresses van de onderzoekers een belangrijke rol.

K rnvraag 3: Welke toeko stige invulling van Bouwtechniek /Uitvoeringstechnek geeft de meeste kans op valorisate vande onderzoeksresultaten?

Het onderzoek aan de drie technische universiteiten zal, in Iijnmet de Valorisatieopdracht van het Ministerie van Onderwijs,in de toekomst voor een deel gericht moeten worden op hetbijdragen aan oplossingen van maatschappelijke problemenom zo het universitair onderzoek duidelijk in dienst te stellenvan de maatschappij.

Valorisatie betekent voor de TU/e dat zij vanuit haarmaatschappelijke verantwoordelijkheid resultaten vanwetenschappelijk onderzoek effectief wil benutten. Zo draagtde universiteit bij aan de ontwikkeling van nieuwe productenen diensten, en het opstarten van technologische bedrijven.De TU/e beschouwt kennisvalorisatie als haar derde kerntaak,verweven in de kerntaken onderwijs en onderzoek. Devalorisatie activiteiten hebben zowel een sterke onderzoeks(octrooien, raamcontracten, spin off) als onderwijscomponent(ondernemerschapsgericht onderwijs).Van belang is dat de actuele maatschappelijke thema’sappelleren aan externe problemen en uitdagingen en(h)erkend worden door stakeholders. Dit vergroot demogelijkheden tot externe financiering (V geldstroom).

Door het 3TU Speerpunt Bouw zijn in [2] de volgendemaatschappelijke onderzoeksthema’s geformuleerd:

1. Energie2. Leefomgeving3. Gezondheid4. Mobiliteit

Vooral de thema’s 1 tIm 3 zijn relevant voor de faculteitBouwkunde van de TU/e.

1. Thema Energie

Binnen bet thema Energie kan bouwtechnisch onderzoekworden gedaan naar energie-neutrale resp. energieproducerende gebouwcomponenten, gerekend over detotale levenscyclus van productie, montage, gebruik enonderhoud.Bij de faculteit Bouwkunde van de TU Deift vindt al enkelejaren onderzoek plaats naar The Future Envelope binnen deFaçade Research Group. Het is wenselijk dat beide faculteitenhun onderzoek naar gevelsystemen onderhng goed afstemmen. Als suggestie wordt meegegeven dat de faculteitBouwkunde van de TU/e de focus richt op bet dakvlakt2 (platen hellend). Ret gaat hierbij om integrale ontwerpoplossingen(bijv. embedded systems van zonnecellen enzonnecollectoren, PVT-daken) en een optimaleketenintegratie. Ret resultaat vormen “intelligentedaksystemen”.De dakenbranche geldt als een van de meest innovatieve inde bouw, waardoor externe financiering van onderzoekrealistisch geacht moet worden.Op deze wijze kan door beide faculteiten complementaironderzoek verricht worden aan de gebouwschil (= gevel +da kv Ia k).Daarnaast kan aandacht besteed worden aan energieopslag inde bodem (geothermie en WKO-systemen), windenergie, enenergie ult afvalstromen.

Binnen het thema Energie kan uitvoeringstechnisch onderzoekworden gedaan naar de energiebalans van hetbouwproces en het verminderen van de energiebehoefte.Denk hierbij aan vermindering van het bouwverkeer, de C02-en fijnstof-uitstoot en energiebesparing door reductie vanbouwafval. De door de overheid toegepaste CO2prestatieladder stimuleert de bouwsector om hierin dekomende jaren belangrijke stappen te zetten, waardoor debereidheid tot financiering van onderzoek naar verwachtingaanwezig zal zijn.

12 Volgens Emile Quanjel in “collaboration Design Support” vormen daken een belangrijke locatie voor

toepassing van innovatieve duurzame energiesystemen en voor oplossingeri orn de duurzaamheidsprestatiesvan gebouwen te verbeteren.

2. Thema L.eefomgeving

Binnen het thema Leefomgeving speelt de maatschappelijkebehoefte naar duurzaam hergebruik van bestaandvastgoed een belangrijke rot. Zowel voor de utiliteitsbouw alsde woningbouw13 dienen oplossingen te worden bedacht voorhet renoveren en restaureren van gebouwschil eninbouwpakket op een duurzame en efflciente wijze. Dit raaktzowel de bouwtechniek als de uitvoeringstechniek.

Bij transformatie- en renovatieprojecten speelt de beschikbareruimte voor installatiecomponenten en distributiesystemenvaak een beperkende rol. Onderzoek naar distributiesystemendie weinig ruimte vragen (bijv. water als transportmediumvoor warmte) wordt als zeer relevant gezien, waarvoor 3egeldstroom middelen beschikbaar gesteld kunnen worden.Ook het concentreren van installaties in de gevelzone, incombinatie met upgrading van de gevel, vormt een belangrijkonderzoeksthema.

Aangezien bestaand vastgoed zich veelal in eenbinnenstedelijke situatie bevindt, is een bouwwijze metminimale hinder voor de omgeving een maatschappelijkerandvoorwaarde. Hierbij moet gedacht worden aan beperkingvan bouwverkeer, geluidproductie, fijnstof-emissie entrillingen.Ook kan in dit kader genoemd worden de behoefte aan eenduurzame bouwplaats. Het ontwikkelen van een modelhiervoor vormt een uitdaging voor de toekomst.

3. Thema Gezondheid

Binnen het thema Gezondheid speelt de maatschappelijkebehoefte naar aanpassingen van de bestaandewoningvoorraad aan wijzigende elsen van de bewonersgedurende hun levensloop een steeds grotere rol. Daartoemoeten passende ‘domotica’-pakketten worden ontwikkeld diein bestaande woningen (maar ook nieuwbouw) kunnenworden aangebracht volgens het plug & play principe. Debouwkundige integratie van installatiecomponenten vraagt omnader onderzoek.Uit oogpunt van comfortverbetering in combinatie metenergiebesparing is er behoefte aan vraag gestuurdeklimaatsystemen voor gebouwen. De integratie daarvan inbouwcomponenten vraagt om nader onderzoek.Ook voor de ziekenhuisbouw dienen ‘intelligente’bouwcomponenten voor gevel en binnenwanden te wordenontwikkeld, waarbij de gebouw- en bedrijfsinstallaties

‘~ Het Ievensloopbestendig maken van traditionele naoorlogse ‘doorzonwoningen’ voor

woningbouwcorporaties vomit een van de uitdagingen vanuit de niarkt.

integraal zijn opgenomen. Zie ook de eerder genoemdemodulaire OK’s.

Onderzoek naar de veiligheid en gezondheid op debouwplaats kan als een maatschappelijke behoefte wordenaangemerkt. Recente ongevallen op de bouwplaats, zoals bijde 2e fase van de tribuneoverkapping van de Grolsch Veste inEnschede, de B-Tower in Rotterdam en de InternationaleSchool in Eindhoven, waarbij een aantal dodelijke slachtofferste betreuren waren, hebben de roep om veiliger bouwen doentoenemen.

Uit gesprekken met stakeholders komt naar voren dat men niet of nauwelijksweet welke onderzoeken aan de faculteit Bouwkunde op hun vakgebiedplaatsvinden. Een actieve betrokkenheid van stakeholders bij het formuleren vanonderzoeksprogramma’s is dringend gewenst. Geadviseerd wordt een Raad vanAdvies in te stellen met daarin vertegenwoordigers uit het afnemend veld,waarmee 2x per jaar overleg kan plaatsvinden over onderwijs en onderzoek.Verder wordt vastgesteld dat er een groot verschil zit in sneiheid tussen deaanpak van praktijkvragen en de doorlooptijd van wetenschappelijk onderzoek.In dat kader wordt geadviseerd om meer in te zetten op tweejarigeonderzoeksprogramma’s, in plaats van de gebruikelijke vierjarige PhD-program ma’s.Nog beter is het om afstudeerders voor het bedrijfsleven onderzoeksprojecten telaten uitvoeren met een doorlooptijd van maximaal 1 jaar.

Literatuur:

[1] Eekhout, M., Formatierapport 2008 3TU Speerpunt Bouw, Delft, december2008.

[2] Eekhout, M., Concept Startplan voor het 3TU Speerpunt Bouw 2010-2015,Delft, april 2009.

[3] Turner, Overtuiging & Lef, Noodzaak voor de echte doorbraak inketenintegratie, Leusden, 2012.

Huissen, 1 maart 2013,

Prof. Ir. Frans van Herwijnen