Disruptiv teknologi

Fremme af bæredygtigt byggeri gennem teknologi

mm
Udgivet den
Opdateret den
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

Fra traditionelt byggeri til digital øko-byggeri

Construction is generally a very energy- and labor-intensive activity, generating significant pollution. It is still primarily an “offline” activity, with little digitalization compared to other economic activities.

Et videnskabeligt papir offentliggjort i Sustainable Futures1 undersøger, hvordan fremkomsten af AI, blockchain-teknologi, digital fremstilling og tendensen mod bæredygtighed kan påvirke denne industri.

Sammen kan digitale teknologier og øko-materialer give en betydelig acceleration af øko-bygnings teknologier og reducere byggebranchens miljøpåvirkning.

Undersøgelsen blev udført af malaysiske forskere ved Asia Pacific University of Technology & Innovation (APU) og National University of Malaysia (UKM), offentliggjort under titlen “Digital integration in eco-construction 2.0: Advancing sustainability through technology”.

Ny produktionsmetoder

Materials in construction have been historically mass-produced in standardized forms, and any assembly required skilled human labor. New technologies are likely to change this status quo in the near future.

De første er produktionsmetoder ud over fabriks-masseproduktion med computer numerical control (CNC) machining, laser cutting, and 3D printing. Hver har sine egne fordele og svagheder, og bør vælges afhængigt af kravene til en given opgave.

Disse metoder reducerer betydeligt mængden af materiale, der går tabt under forarbejdning af råmateriale til færdige byggevarer.

De giver også et meget højere fleksibilitetsniveau i forhold til det endelige design, hvilket gør skræddersyet design mere tilgængeligt.

Endelig kan de fremstilles i en meget mindre skala og mere lokalt, hvilket potentielt kan føre til en drastisk reduktion af transportens fodaftryk fra råmaterialer til fabrik til byggepladser.

“Denne metode er ikke kun egnet til at anvende øko-materialer, men stemmer også tæt overens med lean-bygningsprincipper og netto-nul-mål på grund af dens iboende lave affaldsprofil.“

Alle disse nye produktionsmetoder drager stor fordel af forbedringen og demokratiseringen af computerstøttet design (CAD) og den udbredte adoption af Building Information Modeling (BIM). CAD og BIM udgør i dag den digitale rygsøjle for de fleste byggeprojekter.

Øko-materialer

Another change affecting the construction industry is the shift to more environmentally friendly materials.

En væsentlig drivkraft for forandring er 3D-printere, der kan bruge materialer såsom genanvendt plast, biologisk nedbrydelige polymerer og kompositmaterialer, der indeholder naturlige fibre.

Især kan geopolymerer kan bruges i 3D-print. Geopolymerer er uorganiske, typisk keramisk-lignende materialer, der kan fremstilles af industrielle biprodukter såsom flyveaske eller slagger, som ellers er affaldsprodukter fra kraftværker og stålværker. De kan formuleres ud fra lokalt hentede materialer.

På denne måde placerer det byggebranchen i en position, hvor den kan genanvende industrielt affald i stedet for at forbruge ressourcer.

Udviklingen af store 3D-printere har gjort det muligt at bygge hele bygningsstrukturer direkte på stedet, hvilket reducerer transportomkostninger og tilhørende CO2-udledning.

Dog bør omkostningerne ved 3D-printere og deres relativt lave hastighed bemærkes som stadig alvorlige begrænsninger for denne teknologi og som bremser dens udbredelse i stor skala.

Vedvarende øko-materialer, såsom massivt træ brugt til at bygge træskyskrabere, kan også hjælpe med at reducere CO2-udledningen og ressourceforbruget i byggebranchen.

Ny design

3D-printede bygninger kan også adoptere mere komplekse skræddersyede former end bygninger fremstillet af masseproducerede elementer.

Som et resultat kan det lette integrationen af naturlige og ergonomiske former i bygninger, hvilket kan forbedre energieffektiviteten gennem bedre termisk dynamik og lysfordeling.

Integration af naturlige isolationsformer, såsom bikage strukturer, forbedrer isoleringen samtidig med at materialomkostningerne reduceres og kan også øge værdien af 3D-print i byggeri.

3D-print muliggør også skabelsen af “gradientmaterialer”, hvor materialegenskaber varierer over et enkelt objekt for at opfylde specifikke funktionelle krav uden overskydende materialeforbrug.

Blockchain for bæredygtige byggeforsyningskæder

Another recurring challenge of the construction industry is probably tracking the source of the materials used and their ESG profile.

This is a field where the efficient records allowed by blockchain technology can help.

Ved at automatisere og sikre transaktioner på tværs af forsyningskæden, forbedrer blockchain ikke kun operationel effektivitet, men opbygger også tillid blandt interessenter ved at levere en klar og uforanderlig registrering af materialernes oprindelse, forarbejdning og transport.

Blockchain can also be used to enable smart contracts, making execution of contracts smoother, putting the technology potentially at every step of the construction process, from sourcing materials to verification and certification of the finished building.

Ved at hjælpe med at spore og dokumentere oprindelsen af materialer, der anvendes i byggeri, kan blockchain hjælpe med at opfylde kravene fra avancerede bæredygtighedsstandarder såsom LEED, BREEAM eller ISO 21930, og bevise at de overholder miljøregler, arbejdsbeskyttelse og CO2-reducerende krav.

Den største begrænsning for udrulning af denne teknologi er ikke så meget teknisk som kulturel, da byggebranchen generelt er tilbageholdende med at modernisere sine praksisser.

Byggebranchen udviser strukturel modstand mod digital gennemsigtighed, især i indkøbs- og underleverandørpraksisser, der er afhængige af ældre arbejdsprocesser, uformelle relationer og fragmenterede dokumentationssystemer.

Mest bemærkelsesværdigt kan dette påvirke eksisterende magtstrukturer og sorte eller grå markedspraksisser, der er indgroet i branchen, især i visse lande eller regioner.

For mange interessenter opfattes den decentraliserede og uforanderlige natur af blockchain ikke som en facilitator, men som en forstyrrende kraft, der truer eksisterende driftsnormer.

Det er sandsynligt, at udrulning af blockchain og andre digitale sporingsværktøjer vil ske hurtigt i kritiske infrastrukturprojekter, hvor sporbarhed ikke kun er et lovkrav, men en betingelse for ansvarsforvaltning og kvalitetssikring.

AI i bæredygtigt byggeri: Anvendelser og begrænsninger

Anvendelser

Efterhånden som AI bliver mere alsidig, kan den nu anvendes til at forbedre byggeprojekter.

En anvendelse er integration af AI i arbejdsgange for miljøpåvirkningsvurdering (EIA). Det muliggør præcis forudsigelse ud fra store og heterogene datasæt, herunder stedsspecifikke miljøindikatorer, historiske projektdata og regulatoriske parametre.

Assistance med juridiske dokumenter og reguleringer kan også have en stor indvirkning.

Natural language processing (NLP)-teknikker udtrækker struktureret viden fra regulatoriske tekster og historisk EIA-dokumentation, hvilket accelererer overholdelsesvurderinger og strømliner gennemgangscyklusser.

En anden anvendelse af AI er at forudsige materialers ydeevne for kriterier så varierede som strukturel integritet, isolering, vandmodstand eller holdbarhed over for forskellige belastninger (fugt, kloridindtrængning, fryse-tø cyklusser, termiske gradienter osv.).

Begrænsninger

En begrænsning for AI-implementering vil dog være den generelt lave datakvalitet i branchen, hvilket reducerer modellernes kapacitet og nøjagtighed.

Efterhånden som flere projekter digitaliseres, forventes denne begrænsning at aftage over tid. Det samme gælder den voksende mængde data om forskellige materialers ydeevne under reelle forhold over flere årtier.

Et andet potentielt problem er, hvis modeller trænes på datasæt, der afspejler historiske uligheder eller ikke repræsenterer følsomme økologiske zoner. Dette kan være ekstra problematisk med AI-modeller, hvis interne funktioner er svære at forstå, hvilket gør dem til en slags “sort boks”.

Effektiviteten og den analytiske dybde, som AI tilbyder, skal derfor afbalanceres mod disse risici gennem implementering af gennemsigtige, reviderbare og kontekstfølsomme modelleringsrammer.

Synergi mellem øko-materialer, blockchain og AI

Swipe to scroll →

Teknologi Primære fordele Vigtige begrænsninger
3D-print Skræddersyet design, bygning på stedet, affaldsreduktion Høje omkostninger, langsomme udskrivningshastigheder
Øko-materialer Lavere emissioner, genanvendelse af affald og vedvarende kilder Omkostninger, skalerbarhed og regulatorisk accept
Blockchain Sporbarhed, smarte kontrakter, ESG-overholdelse Industrireluktans, kulturel modstand
AI Påvirkningsforudsigelse, regulatorisk overholdelse, materialoptimering Datakvalitet, bias og gennemsigtighedsproblemer

Hver af disse innovationer i byggeri interagerer med de andre, hvilket gør dem mere nyttige end hvis de implementeres separat.

Efterhånden som flere projekter integrerer blockchain-teknologi for sporbarhed, øges mængden af høj‑kvalitetsdata, der kan bruges af AI.

Efterhånden som digitaliseringen af byggeprojekter øges, letter det integrationen af CAD- og 3D‑print‑teknologi i den faktiske konstruktion.

Brug af mere miljøvenlige materialer og implementering af bedre genbrugsteknikker reducerer den økologiske påvirkning af byggeri og nedrivning, hvilket øger værdien af høj‑kvalitetsdata, der kan bruges til at opnå værdifulde miljøcertificeringer og sætte nye standarder for branchen.

  • Avancerede AI-systemer til at analysere miljødata, såsom sollys eksponering, vindmønstre og urbane varmeø-effekter, for at optimere bygningens orientering og materialevalg.
  • Bæredygtige materialer såsom genanvendt beton og bæredygtigt høstet træ. Disse materialer placeres strategisk i bygningens struktur for at maksimere naturlig ventilation og lys.
  • Højtydende isolering og vinduer, samt solpaneler og grønne tage, kombineres med AI-systemer, der løbende overvåger og justerer energiforbruget baseret på realtids miljøforhold.

Virkelige eksempler

Undersøgelsen præsenterer også virkelige tidlige adoptører af disse teknologier for at demonstrere, at vi nu er fast i implementeringsfasen af teknologicyklussen.

Et eksempel er brugen af blockchain til at løse betalingskonflikter med entreprenører og leverandører.

“Et flagsskibs infrastrukturprojekt i Dubai implementerede blockchain for at strømline kontraktstyring og håndhæve milepælsbaserede udbetalinger, hvilket resulterede i målbare forbedringer i administrativ effektivitet og reducerede finansielle omkostninger.”

Blockchain hjalp også med sporing af materialernes miljømæssige fodaftryk.

I Holland er blockchain blevet afprøvet for at spore realtidskvalitet, levering og miljømæssigt fodaftryk af kerne-materialer såsom stål og beton, hvilket sikrer, at både materialespecifikationer og bæredygtighedstærskler opfyldes uden flaskehalse i manuel inspektion.

Et brugstilfælde af AI blev demonstreret i Sverige, hvor arkitekter og ingeniører valgte avancerede isoleringsmaterialer, der optimerede energibevaring om vinteren og minimerede varmeoptagelse om sommeren.

Implementeringen af disse optimerede materialer førte til en reduktion i energiforbruget på op til 25 % i nybyggede boliger, hvilket markant sænkede CO2‑fodaftrykket forbundet med disse hjem.

AI blev også implementeret i Japan for at automatisere genanvendelsen af byggeaffald.

AI-drevne sorteringssystemer udstyret med avanceret billed- og sensorteknologi identificerede og kategoriserede nøjagtigt forskellige typer af byggeaffald.

I et pilotprojekt udført på en nedrivningsplads øgede AI-systemet genanvendelsesraten med 30 % sammenlignet med traditionelle manuelle sorteringsmetoder.

Effektiviteten i sorteringen reducerede også den samlede tid og arbejdskraftomkostninger forbundet med affaldshåndtering, hvilket gjorde genanvendelsesprocessen mere økonomisk og bæredygtig.

Regulatoriske udfordringer i bæredygtigt byggeri

Paradoxalt nok, selvom de fleste reguleringer i byggeri er rettet mod at forbedre sikkerhed og miljøprofil, kan de også udgøre en hindring for udrulning af disse teknologier.

En stor del af de potentielle problemer stammer fra faldet i standardisering af byggemetoder. Skræddersyet design kan forbedre den energimæssige og miljømæssige profil, men de er også svære at passe ind i de stive kategorier og vurderingsmetoder, som reguleringerne pålægger.

Et element, der kan hjælpe, er den såkaldte “regulatoriske sandbox”, som tillader pilotprojekter at bevise deres værdi med mindre overvældende kontrol.

Disse rammer giver byggevirksomheder mulighed for at pilotere digitale metoder uden fuld regulatorisk eksponering, hvilket fremmer innovation samtidig med at tilsyn bevares.

En anden forbedring kan være at indlejre digitale byggekrav i offentlige udbudsprotokoller. På denne måde tilpasser regeringer sig ikke kun, men styrer aktivt overgangen mod en digitalt understøttet & miljøansvarlig byggebranche.

Disse regulatoriske ændringer skal håndteres på lokalt, nationalt og internationalt niveau.

De skal også bevæge sig hurtigt nok til at tilpasse sig teknologiske fremskridt. Ellers kan dette bremse adoptionen af innovative teknologier som AI og 3D-print i byggeri, da virksomheder kan være tilbageholdende med at investere kraftigt i teknologier, der måske ikke overholder fremtidige reguleringer.

Fremtidige byggeteknologier

Endnu mere imponerende materialer kan en dag blive integreret i byggeprojekter. For eksempel giver nanoteknologi inden for materialvidenskab potentialet til at skabe ultra-stærke, letvægts byggematerialer, der både er omkostningseffektive og miljøvenlige.

En anden mulighed er smarte materialer, der kan tilpasse sig miljøændringer, såsom temperaturresponsive polymerer, der justerer deres isoleringsegenskaber baseret på vejrforhold.

Disse materialer kunne dramatisk øge energieffektiviteten og komforten i bygninger uden yderligere mekanisk indgriben.

Digital fabrication technologies kan også blive endnu mere sofistikerede, sandsynligvis ved at inkorporere realtids kvalitetskontrolsystemer, såsom avancerede sensorer og AI-algoritmer, der justerer udskrivningsparametre løbende, for at sikre optimale materialegenskaber og strukturel integritet.

Robotics kan også have en stor indvirkning, for eksempel ved at robotter udfører murværk eller komplekse installationer af rør og kabler, hvilket forbedrer hastighed og præcision, mens menneskelige fejl og arbejdskraftomkostninger reduceres.

Endelig kan AI have en stor indvirkning på forskning i nye materialer, fra en digital tvilling af en bygning, der observerer udviklingen af parametre over tid, til at fremme opdagelsen af nye materialer, forbedre materialers levetid og styrke forståelsen af miljøpåvirkningen gennem en bygnings hele livscyklus.

Konklusion

Byggeri har historisk set været en relativt “lav‑teknologisk” industri, som kun har integreret nye materialer langsomt og holdt byggemetoderne relativt uændrede.

Den samtidige modning af CNC, 3D‑print, CAD, digitalt fodaftryk og AI kan ændre dette snart. Især når det kombineres med et skub for lavere miljøpåvirkning, mere sporbarhed, større energieffektivitet og mindre materialeforbrug.

Dog er det usandsynligt, at dette vil skubbe meget menneskelig arbejdskraft ud af byggebranchen, i modsætning til mange andre økonomiske sektorer.

I stedet vil det forbedre produktivitet, sikkerhed og grønne profiler for nye bygninger, samtidig med at det muliggør bedre design og lavere ressourceforbrug, alt under tilsyn af mennesker, der stadig håndterer de rodet og skiftende forhold på en byggeplads.

3D‑print virksomhed

(Udover de virksomheder, der diskuteres nedenfor, kan du læse om andre i vores artikel “Top 10 Additive Manufacturing And 3D Printing Stock to Watch”)

Nano Dimension

(NNDM )

De fleste additive fremstillingsvirksomheder fokuserer på metal og plast med fokus på komplekse mekaniske dele. Nano Dimension fokuserer i stedet på 3D‑printet elektronik. Dette inkluderer meget specialiserede teknologier som ledende eller dielektriske blæk & keramik. Disse kan for eksempel bruges i konstruktionen af optiske eller radiokomponenter.

Dette er en af de mulige anvendelser af 3D‑print på nanoskalering, som vi udforskede yderligere i “Nanoscale 3D Printing Looks Primed for Commercialization”.

Nano Dimension har vokset gennem en blanding af opkøb og intern forskning og udvikling.

Denne strategi ændredes med opkøbet af Desktop Metal, annonceret i 2024 og afsluttet i 2025. Sammen vil de to virksomheder have en meget stærkere position inden for metal- og keramik‑3D‑print i alle skalaer, fra elektronik til store industrielle udstyr og rumfart, med en stærk bevægelse mod industriel produktion.

Dette skaber også stordriftsfordele ved at samle kundebasen, som inkluderer SpaceX, Tesla, GE, Honeywell, Emerson, Raytheon, NASA, Medtronics osv.

Endelig var de to virksomheder primært aktive i forskellige geografiske områder, med Nano Dimension i Europa og Desktop Metal i USA, hvilket muliggør synergi ved at samle deres salgsteams.

Virksomheden hævder, at den kan reducere den økologiske fodaftryk ved fremstilling med en reduktion på 94 % i CO2‑emissioner, 100 % i vandforbrug, 98 % i materialer og 82 % i kemikalier. Overordnet kan vi forvente, at Nano Dimension vil fremstå som en teknologisk leder.

De fusionerede virksomheder er godt positioneret til at udnytte nye opdagelser inden for 3D‑print og udvikle stærkere aluminiumlegeringer, hvor disse innovationer sandsynligvis vil udvide det adresserbare marked.

Investorer skal dog være opmærksomme på, at både Nano Dimension og Desktop Metal var cash‑flow negative ved opkøbet, så det samlede selskab vil skulle skære omkostninger eller vokse tilstrækkeligt for at blive profitabelt i fremtiden.

(Du kan læse en mere dybdegående analyse af Nanodimension i den dedikerede investeringsrapport)

Seneste Nano Dimension (NNDM) aktienyheder og udviklinger

mm

Jonathan er en tidligere biokemisk forsker, der har arbejdet med genetisk analyse og kliniske forsøg. Han er nu en aktieanalytiker og finansforfatter med fokus på innovation, markedscykler og geopolitik i sin publikation The Eurasian Century.