Tool maakt uittekenen luchtkanalen efficiënter
Sandy Jorens doctoreerde bij Energy and Materials in Infrastructure and Buildings
(EMIB), een onderzoeksgroep van UAntwerpen. De onderzoeksgroep focust onder
meer op het optimaliseren en automatiseren van HVAC-ontwerpen.
Een innovatieve tool van Jorens en haar collega Zakarya Kabbara maakt de doorlooptijd
korter en dus kostenefficiënter.
Architecten, aannemers en ingenieurs krijgen vaak hoofdpijn wanneer het gaat over het uittekenen van ventilatiesystemen in nieuwe gebouwen. Een ontwerp maken, bijsturen, opnieuw tekenen: het hele proces kost veel tijd en geld. Een nieuwe tool, ontwikkeld door ingenieurs van UAntwerpen, wil daarin verandering brengen.
De onderzoeker
De onderzoeksgroep Energy and Materials in Infrastructure and Buildings (EMIB), verbonden aan de Faculteit Toegepaste Ingenieurswetenschappen van UAntwerpen, focust onder meer op het verduurzamen en kosteneffectiever maken van HVAC-systemen (heating, ventilation and air conditioning, red.). De onderzoekers buigen zich over innovatieve strategieën voor het ontwerpen en het besturen van gebouwinstallaties. Daar ligt ook de focus van Sandy Jorens en Zakarya Kabbara. Jorens – industrieel ingenieur van opleiding – deed ervaring op in de industrie, bij zowel een studiebureau als een HVACaannemer. ‘Daar zag ik hoe tijdsintensief en omslachtig het ontwerp van HVACinstallaties nog is. Die praktijkervaring
vormde de aanleiding voor mijn doctoraat aan de universiteit.’
Samen met Kabbara ontwikkelde ze algoritmes die het volledige ontwerpproces van HVAC-luchtkanalen optimaliseert en grotendeels automatiseert. Kabbara initieerde daarbij ook de vertaalslag van het onderzoek naar een commercieel inzetbare softwaretool door de koppeling met BIM-software (building information modeling, red.), zoals Autodesk Revit, mogelijk te maken.’
Het onderzoek
Het ontwerpen van een HVAC-systeem is een cruciale stap in het bouwproces. Jorens: ‘Maar het ontwerp is een bottleneck en loopt verre van optimaal. Luchtkanalen nemen veel plaats in en moeten worden ingepast in kleine ruimtes, terwijl tegelijk rekening moet worden gehouden met andere technieken, energieverbruik, installatiekosten en prestaties. Het ontwerpproces steunt nog sterk op de ervaring en vuistregels van de ingenieur. Daardoor kunnen verschillende ingenieurs voor hetzelfde gebouw tot evenveel verschillende ontwerpen komen, zonder dat duidelijk is waarom de ene oplossing beter is dan de andere.’
'De workflow is ook erg iteratief. De projectingenieur ontwerpt het systeem. De tekenaar controleert of alles past en geeft feedback, waarna het ontwerp wordt aangepast. In combinatie met de vele ontwerpwijzigingen tijdens een bouwproject kost dat enorm veel tijd.
Er bestaan wel softwareprogramma’s, maar er is echt veel ruimte voor automatisatie en optimalisatie. De sector is zich daar bewust van: men zoekt al lang naar manieren om de workflow slimmer, sneller en goedkoper te maken.’
Het Proces
Data-extractie is key volgens de onderzoekers. Kabbara zag al snel dat de ontwikkelde optimalisatie-algoritmes pas een meerwaarde zouden bieden als ze rechtstreeks konden samenwerken met BIM-software. ‘Daarom ontwikkelden we een koppeling waarmee de software automatisch de nodige gegevens uit de bouwplannen haalt, zoals de beschikbare
ruimte en de aanwezigheid van andere technieken. Op basis daarvan genereert de tool automatisch luchtkanalen zonder conflicten met andere technieken, meetstaten en energieberekeningen. Bijsturingen gebeuren snel en efficiënt.’
‘Wat vandaag nog uren of zelfs dagen aan reken- en tekenwerk vergt, kan onze tool in enkele minuten. Het proces verloopt transparant en sluit aan bij de huidige manier van werken. Ingenieurs kunnen zelf aanpassingen maken en zien onmiddellijk welke impact die hebben op het ontwerp.’
De technologie werd al gevalideerd in verschillende pilootprojecten met de industrie. ‘Binnenkort lanceren we ook een bètaversie voor een selecte groep bedrijven. Hun feedback zal ons helpen om de software verder af te stemmen op de noden van de sector. De bouwsector is een behoudsgezinde sector, maar wij merken enorm veel interesse. We zijn ervan overtuigd dat we een verschil kunnen maken.’
Het resultaat
Jorens en Kabbara richtten onlangs BIMproFIT op. De spin-off focust op de automatisering en optimalisatie van HVAC-luchtkanalen in niet-residentiële gebouwen. Maar de twee willen het platform de komende jaren uitbreiden naar andere technische gebouwinstallaties. ‘Daarvoor zoeken we bedrijven die met ons willen meedenken’, zegt Jorens. 'We willen beter begrijpen hoe andere technieken worden ontworpen, welke software daarvoor wordt gebruikt en waar de grootste uitdagingen liggen. Met die inzichten kunnen we oplossingen ontwikkelen die inspelen op de noden van de sector. We helpen ingenieurs ook kostbare tijd te besparen op repetitieve en tijdsintensieve ontwerptaken, zodat ze zich opnieuw kunnen focussen op wat waarde toevoegt: engineering en projecten bouwen.’
Interesse?
Geef een seintje op sandy.jorens@uantwerpen.be
