Technologie

3D-betonprinten innoveert bouw

Technologie

3D-betonprinten innoveert bouw
 

Eindhoven krijgt wereldprimeur: de eerste bewoonbare betongeprinte huizen

Innovatie in de vastgoedsector speelt zich niet alleen maar online af. Ook in de constructie van woningen worden nieuwe paden bewandeld. Bijvoorbeeld met het 3D-betonprinten van huizen. In 2005 werd in China het eerste testhuis geprint. Krap dertien jaar later schrijft Nederland geschiedenis door de eerste vijf bewoonbare huurhuizen te printen, die geplaatst worden in de Eindhovense wijk Bosrijk. ‘Een wereldprimeur,’ zegt TU Eindhoven.

U zult vaker berichten hebben gelezen over betongeprinte woningen. Wat er meestal niet bij staat, is dat de panden na het ‘fotomomentje’ voor de pers vaak weer onder de sloophamer gaan om te testen op veiligheid. Er wordt wereldwijd veel geëxperimenteerd met betonprinten en sinds de eerste geprinte huizen is het proces al stukken verder ontwikkeld. De uitdaging is om de techniek bedrijfszeker en veilig te maken zodat straks massaproductie mogelijk is die voldoet aan alle veiligheidseisen.

‘Het Chinese bedrijf WinSun, dat in 2005 de eerste huizen print, heeft ook al hoogbouw geprint. Dat gebouw staat op hun terrein, maar is nooit in gebruik genomen. Het staat er om te laten zien dat ze het kunnen,’ zegt hoogleraar Theo Salet die de leerstoel Material related Structural Design - Concrete Structures bekleedt aan de TU in Eindhoven en onderzoek doet naar 3D-printen. Hij printte eind 2017 samen met BAM Infra ’s werelds eerste brug in Gemert en is ook betrokken bij het huizenproject Milestone in Eindhoven. Dit gaat Salets tweede primeur worden.

Illustratie Houben & Van Mierlo Architecten/ BackBone Visuals Illustratie Houben & Van Mierlo Architecten/ BackBone Visuals

Veiligheidseisen vaststellen

Om een veilig gebouw neer te zetten, moet er voldaan worden aan Eurocodes. Dit zijn normen en richtlijnen voor de bouwwereld. Salet: ‘Een aannemer moet laten zien dat hij veilig heeft gebouwd en de leveranciers moeten bewijzen dat hun producten voldoen aan de richtlijnen. Maar in Eurocode 0 staat niets over betonprinten.’ Die regelgeving, standaarden en waarden zijn dus nog niet vastgelegd, dat is dan ook de reden dat de grote bouwbedrijven intensief samenwerken met technische universiteiten. Salet heeft voor het printproject in Eindhoven daarom een testprogramma ontwikkeld om te bewijzen dat de bouw voldoet aan de voorgeschreven eisen.

Hoe werkt een 3D-betonprinter eigenlijk?

Een betonprinter is een robotarm die aangestuurd wordt door een gedigitaliseerde bouwtekening en laagjes beton op elkaar spuit. De robot kan ook bewapening aanbrengen en er wordt geëxperimenteerd met nieuwe bewapeningmethodes als vezels. Er zijn twee ‘smaken’: printen op locatie en printen in een lab. De eerste, vertelt Theo Salet, heeft als nadeel dat als het weer omslaat, de mix van het beton aangepast moet worden. Het is daarom makkelijker om in een gecontroleerde omgeving te printen en de bouwdelen later te vervoeren naar de bouwlocatie voor de fabricage van de woning.

Tot wel 20% minder kosten

Er zitten grote voordelen aan betonprinten ten opzichte van de traditionele bouw. Zo hoeft er niet eerst een bekisting gemaakt te worden en is er tot 25% minder restafval, omdat de printer alleen die grondstoffen gebruikt die nodig zijn. Omdat er ook geen massieve muren meer gestort hoeven te worden, is circa 50% minder beton nodig, wat de constructie ook een stuk lichter maakt. De computer zal minder fouten maken dan mensen en kan daarnaast een oplossing zijn voor het tekort aan vakmensen in de bouw. Salet schat in dat de totale kostenpost van het bouwen van een huis 15 tot 20% gunstiger uitvalt.

Een ander voordeel van de betonprinter is de snelheid waarmee hij werkt. Een 3D-printer kan een eengezinswoning fabriceren binnen een week, waarna nog twee maanden nodig zijn om het huis af te bouwen. In de traditionele bouw zijn ongeveer zes bouwmaanden nodig nadat de fundamenten geplaatst zijn. Daarnaast kan de printer vrijwel iedere vorm printen, zodat in een grote verscheidenheid gebouwd kan worden.



De vraag is of betonprinten voor hoogbouw een oplossing gaat worden. Er moet dan extra bewapening toegepast worden en dat maakt het proces weer duurder. Tevens is de printer erg zwaar en die kan niet zomaar op een eerder geprinte verdieping geplaatst worden.

Fijne huizen voor bewoners printen

Salet begint in november met de bouw van vijf woningen in Eindhoven. Hij werkt daarbij samen met de gemeente en een consortium van bedrijven, waaronder de commerciële woningbelegger Vesteda. Er wordt flink uitgepakt. De huizen zijn geen vierkante dozen, maar hebben een organische vorm die aan zwerfkeien doet denken en gaan daarom mooi op in de groene omgeving van de Eindhovense wijk.

Salet: ‘We hebben twee uitdagingen. We moeten huizen bouwen die voldoen aan het bouwbesluit en we moeten huizen opleveren waar mensen fijn in kunnen wonen. Dat ze geprint zijn met beton is voor de bewoners bijzaak, die willen een prettige woning hebben.’ De panden zijn allemaal anders. Het eerste huis dat geprint gaat worden heeft maar één woonlaag en een houten dak. ‘Het volgende huis dat we gaan maken, heeft een extra woonlaag en daar gaan we ook de vloer mee printen. Zo leggen we de lat steeds hoger en kunnen we ondertussen de woningen testen.’ In mei 2019 moeten de vijf huizen opgeleverd worden aan de huurders.