Bærekraft
Fremme av bærekraftig bygging gjennom teknologi
Legg til Securities.io blant dine foretrukne kilder på Google
Fra tradisjonell bygging til digital øko‑bygging
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 vitenskapelig papir publisert i Sustainable Futures1 undersøker hvordan fremveksten av AI, blokkjedeteknologi, digital fabrikasjon og trenden mot bærekraft kan påvirke denne industrien.
Sammen kan digitale teknologier og øko‑materialer gi en betydelig akselerasjon av øko‑byggingsteknologier og redusere miljøpåvirkningen fra byggebransjen.
Studien ble utført av malaysiske forskere ved Asia Pacific University of Technology & Innovation (APU) og National University of Malaysia (UKM), publisert under tittelen “Digital integrasjon i øko‑bygging 2.0: Fremme av bærekraft gjennom teknologi”.
Nye produksjonsmetoder
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.
En annen utfordring i byggebransjen er sannsynligvis sporing av opprinnelsen til materialene som brukes og deres ESG‑profil. This is a field where the efficient records allowed by blockchain technology can help.
The first ones are production methods beyond factory mass production withdatastyrt numerisk kontroll (CNC) maskinering, laserskjæring og 3D‑utskrift. Each has its own advantages and weaknesses, and should be picked depending on the requirements of a given task.
Kilde: Sustainable Futures
Disse metodene reduserer betydelig mengden materiale som går tapt under bearbeiding av råmateriale til ferdige byggprodukter.
De gir også et mye høyere nivå av fleksibilitet i det endelige designet, noe som gjør tilpasset design mer tilgjengelig.
Til slutt kan de produseres i mye mindre skala og lokalt, noe som potensielt kan føre til en drastisk reduksjon av transportavtrykket fra råmaterialer til fabrikk og byggeplasser.
«Denne metodikken er ikke bare gunstig for bruk av øko‑materialer, men også tett i samsvar med prinsippene for lean‑bygging og null‑utslippsmål på grunn av dens iboende lave avfallsprofil.»
Alle disse nye produksjonsmetodene drar stor nytte av forbedringen og demokratiseringen av datastøttet design (CAD) og den utbredte adopsjonen av Building Information Modeling (BIM). CAD og BIM utgjør i dag den digitale ryggraden i de fleste byggeprosjekter.
Øko‑materialer
Another change affecting the construction industry is the shift to more environmentally friendly materials.
En viktig drivkraft for endring er 3D‑skrivere som kan bruke materialer som resirkulert plast, biologisk nedbrytbare polymerer og komposittmaterialer som inneholder naturlige fibre.
Spesielt kan geopolymere brukes i 3D‑utskrift. Geopolymere er uorganiske, vanligvis keramikk‑lignende materialer som kan fremstilles fra industrielle biprodukter som flyveaske eller slagg, som ellers er avfallsprodukter fra kraftverk og stålverk. De kan formuleres fra lokalt hentede materialer.
Ved å gjøre dette får byggebransjen muligheten til å resirkulere industriavfall i stedet for å forbruke ressurser.
«Utviklingen av storskalige 3D‑skrivere har gjort det mulig å bygge hele bygningsstrukturer direkte på stedet, noe som reduserer transportkostnader og tilhørende karbonutslipp.»
Imidlertid bør kostnaden for 3D‑skrivere og deres relativt lave hastighet bemerkes som fortsatt alvorlige begrensninger for denne teknologien, noe som bremser utrullingen i stor skala.
Fornybare øko‑materialer, som massivt treverk brukt til å bygge tre‑skyskrapere, kan også bidra til å redusere karbonutslipp og ressursforbruk i byggebransjen.
Nye design
3D‑printede bygninger kan også ta i bruk mer komplekse tilpassede former enn bygninger laget av masseproduserte elementer.
Som et resultat kan det legge til rette for integrering av naturlige og ergonomiske former i bygninger, noe som kan forbedre energieffektiviteten gjennom bedre termisk dynamikk og lysfordeling.
Integreringen av naturlige isolasjonsformer, som bikake‑strukturer, forbedrer isolasjonen samtidig som materialkostnadene reduseres, og kan også øke verdien av 3D‑utskrift i bygging.
3D‑utskrift gjør også mulig å lage «gradientmaterialer», hvor materialegenskaper varierer over ett enkelt objekt for å møte spesifikke funksjonskrav uten overflødig materialbruk.
Blokkjede for bærekraftige forsyningskjeder i bygging
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 å automatisere og sikre transaksjoner gjennom forsyningskjeden, forbedrer blokkjedeteknologi ikke bare operasjonell effektivitet, men bygger også tillit blant interessenter ved å tilby en klar og uforanderlig oversikt over materialenes opprinnelse, bearbeiding og transport.»
Blokkjede kan også brukes til å aktivere smarte kontrakter, noe som gjør gjennomføring av kontrakter smidigere, og potensielt plasserer teknologien i hvert trinn av byggeprosessen, fra innkjøp av materialer til verifisering og sertifisering av det ferdige bygget.
Kilde: Sustainable Futures
Ved å hjelpe med å spore og dokumentere opprinnelsen til materialer som brukes i bygging, kan blokkjedeteknologi bidra til å oppfylle kravene til avanserte bærekraftstandarder som LEED, BREEAM eller ISO 21930, og bevise at de overholder miljøforskrifter, arbeidsvern og karbonreduksjonsmandater.
Den største begrensningen for utrullingen av denne teknologien er ikke så mye teknisk som kulturell, da byggebransjen generelt er motvillig til å modernisere sine praksiser.
«Byggesektoren viser strukturell motstand mot digital åpenhet, spesielt i innkjøps- og underleverandørpraksiser som er avhengige av eldre arbeidsflyter, uformelle relasjoner og fragmenterte dokumentasjonssystemer.»
Dette kan spesielt påvirke eksisterende maktstrukturer og svarte eller grå markedspraksiser som er utbredt i bransjen, særlig i enkelte land eller regioner.
«For mange interessenter oppfattes den desentraliserte og uforanderlige naturen til blokkjedeteknologi ikke som en tilrettelegger, men som en forstyrrende kraft som truer eksisterende operasjonelle normer.»
Sannsynligvis vil utrullingen av blokkjedeteknologi og andre digitale sporingsverktøy skje raskt i kritiske infrastrukturprosjekter, hvor sporbarhet ikke bare er et regulatorisk krav, men en betingelse for ansvarsforvaltning og kvalitetssikring.
AI i bærekraftig bygging: Anvendelser og begrensninger
Anvendelser
As AIs become more versatile, they can now be deployed to improve construction projects.
En anvendelse er integrering av AI i arbeidsflyter for miljøkonsekvensvurdering (EIA). Den gjør det mulig å forutsi nøyaktig fra store og heterogene datasett, inkludert stedsspesifikke miljøindikatorer, historiske prosjektdata og regulatoriske parametere.
Assistanse med juridiske dokumenter og forskrifter kan også ha stor innvirkning.
«Naturlig språkbehandling (NLP) teknikker trekker ut strukturert kunnskap fra regulatoriske tekster og historisk EIA‑dokumentasjon, noe som akselererer samsvars‑vurderinger og strømlinjeformer gjennomgangssykluser.»
Kilde: Sustainable Futures
En annen anvendelse av AI er å forutsi materialytelse for kriterier som strukturell integritet, isolasjon, vannmotstand eller holdbarhet mot ulike belastninger (fuktighet, kloridinntrengning, fryse‑tø cycles, termiske gradienter osv.).
Begrensninger
A limit to AI deployment will, however, be the generally low quality of data for input in the industry, reducing the capacity of models and their accuracy.
Etter hvert som flere prosjekter blir stadig mer digitaliserte, forventes denne begrensningen å avta over tid. Det samme gjelder den voksende mengden data om ulike materialers ytelse under reelle forhold over flere tiår.
Et annet potensielt problem er dersom modeller trenes på datasett som gjenspeiler historiske ulikheter eller ikke representerer sensitive økologiske soner. Dette kan være ekstra problematisk med AI‑modeller hvis interne virkemåte er vanskelig å forstå, noe som gjør dem til en slags «svart boks».
«Effektiviteten og den analytiske dybden som AI tilbyr må derfor balanseres mot disse risikoene gjennom implementering av transparente, reviderbare og kontekst‑sensitivt modelleringsrammeverk.»
Synergi mellom øko‑materialer, blokkjedeteknologi og AI
Swipe to scroll →
| Teknologi | Hovedfordeler | Viktige begrensninger |
|---|---|---|
| 3D‑utskrift | Tilpasset design, bygging på stedet, avfallsreduksjon | Høye kostnader, langsomme utskriftshastigheter |
| Øko‑materialer | Lavere utslipp, resirkulering av avfall og fornybare kilder | Kostnad, skalerbarhet og regulatorisk aksept |
| Blokkjede | Sporbarhet, smarte kontrakter, ESG‑overholdelse | Bransjemotstand, kulturell motstand |
| AI | Påvirkningsforutsigelse, regulatorisk overholdelse, materialoptimalisering | Datakvalitet, skjevhet og åpenhetsproblemer |
Hver av disse innovasjonene i bygging samvirker med de andre, noe som gjør dem mer nyttige enn om de ble implementert separat.
Etter hvert som flere prosjekter integrerer blokkjedeteknologi for sporbarhet, øker mengden høy‑kvalitetsdata som kan brukes av AI.
Etter hvert som digitaliseringen av byggeprosjekter øker, legger den til rette for integrering av CAD‑ og 3D‑utskriftsteknologi i selve byggingen.
Bruk av mer miljøvennlige materialer og implementering av bedre resirkuleringsteknikker reduserer den økologiske påvirkningen fra bygging og riving, og øker dermed verdien av høy‑kvalitetsdata som kan brukes til å oppnå verdifulle miljøsertifiseringer og sette nye standarder for bransjen.
Kilde: Sustainable Futures
Eksempler på slike synergier er allerede observerbare i virkelige prosjekter. For eksempel brukte Singapore mange nye teknologier for bygging av miljøvennlig offentlig bolig:
- Avanserte AI‑systemer for å analysere miljødata, som sollys‑eksponering, vindmønstre og urbane varmeøy‑effekter, for å optimalisere bygningens orientering og materialvalg.
- Bærekraftige materialer som resirkulert betong og bærekraftig høstet trevirke. Disse materialene er strategisk plassert i bygningens struktur for å maksimere naturlig ventilasjon og lys.
- Høyeffektiv isolasjon og vinduer, samt solcellepaneler og grønne tak, kombineres med AI‑systemer som kontinuerlig overvåker og justerer energiforbruket basert på sanntids miljøforhold.
Virkelige eksempler
Studien presenterer også virkelige tidlige brukere av disse teknologiene for å demonstrere at vi nå er fast i implementeringsfasen av teknologisyklusen.
Et eksempel er bruk av blokkjedeteknologi for å løse betalingskonflikter med entreprenører og leverandører.
«Et flaggskip‑infrastrukturprosjekt i Dubai implementerte blokkjedeteknologi for å strømlinjeforme kontraktshåndtering og håndheve milepælsbaserte utbetalinger, noe som resulterte i målbare forbedringer i administrativ effektivitet og reduserte finansielle kostnader.»
Blokkjede hjalp også med sporing av materialenes miljøavtrykk.
«I Nederland har blokkjedeteknologi blitt testet for å spore sanntids kvalitet, levering og miljøavtrykk av kjernematerialer som stål og betong, og sikrer at både materialspesifikasjoner og bærekraftsterskler oppfylles uten flaskehalser i manuell inspeksjon.»
Et brukstilfelle av AI ble demonstrert i Sverige, hvor arkitekter og ingeniører valgte avanserte isolasjonsmaterialer som optimaliserte energilagring om vinteren og minimerte varmeopptak om sommeren.
«Implementeringen av disse optimaliserte materialene førte til en reduksjon i energiforbruket på opptil 25 % i nybygde boliger, og senket betydelig karbonavtrykket knyttet til disse hjemmene.»
AI ble også tatt i bruk i Japan for å automatisere resirkulering av byggeavfall.
AI‑drevne sorteringssystemer utstyrt med avansert bilde‑ og sensorteknologi identifiserte og kategoriserte nøyaktig ulike typer byggeavfall.
«I et pilotprosjekt på en rivningsplass økte AI‑systemet resirkuleringsgraden med 30 % sammenlignet med tradisjonelle manuelle sorteringsmetoder.
Effektiviteten i sorteringen reduserte også den totale tiden og arbeidskostnadene knyttet til avfallshåndtering, noe som gjør resirkuleringsprosessen mer økonomisk og bærekraftig.»
Regulatoriske utfordringer i bærekraftig bygging
Paradoxalt nok, selv om de fleste forskrifter i bygging er rettet mot å forbedre sikkerhet og miljøprofil, kan de også være en hindring for utrullingen av disse teknologiene.
En stor del av de potensielle problemene stammer fra nedgangen i standardisering av byggemetoder. Tilpasset design kan forbedre den energimessige og miljømessige profilen, men de er også vanskelige å passe inn i de rigide kategoriene og vurderingsmetodene som forskriftene pålegger.
Et element som kan hjelpe er det såkalte «regulatoriske sandkassen», som tillater pilotprosjekter å bevise sin verdi med mindre overveldende kontroll.
«Disse rammeverkene gjør det mulig for byggefirmaer å pilotere digitale metoder uten full regulatorisk eksponering, og fremmer innovasjon samtidig som tilsyn opprettholdes.»
En annen forbedring kan være å integrere digitale byggingskrav i offentlige anbudprotokoller. På denne måten tilpasser myndighetene seg ikke bare, men styrer aktivt overgangen mot en digitalt muliggjort og miljøansvarlig byggebransje.
Disse regulatoriske endringene må håndteres på lokalt, nasjonalt og internasjonalt nivå.
Kilde: Sustainable Futures
De må også bevege seg raskt nok til å tilpasse seg teknologiske fremskritt. Ellers kan dette bremse adopsjonen av innovative teknologier som AI og 3D‑utskrift i bygging, ettersom selskaper kan være motvillige til å investere tungt i teknologier som kanskje ikke overholder fremtidige forskrifter.
Fremtidige byggteknologier
Enda mer imponerende materialer kan en dag bli integrert i byggeprosjekter. For eksempel gir nanoteknologi innen materialvitenskap potensialet til å skape ultrastyrke, lettvektige byggematerialer som både er kostnadseffektive og miljøvennlige.
Et annet alternativ er smarte materialer som kan tilpasse seg miljøendringer, som temperatur‑responsive polymerer som justerer sine isolasjonsegenskaper basert på værforhold.
Disse materialene kan dramatisk øke energieffektiviteten og komforten i bygninger uten ekstra mekanisk inngripen.
Digital fabrikasjonsteknologier kan også bli enda mer sofistikerte, sannsynligvis ved å innlemme sanntids kvalitetskontrollsystemer, som avanserte sensorer og AI‑algoritmer for å justere utskriftsparametere i sanntid, og sikre optimale materialegenskaper og strukturell integritet.
Roboter kan også ha stor innvirkning, for eksempel ved at roboter utfører murverk eller komplekse installasjoner av rør og kabler, noe som forbedrer hastighet og presisjon samtidig som menneskelig feil og arbeidskostnader reduseres.
Til slutt kan AI ha stor innvirkning på forskning på nye materialer, fra en digital tvilling av en bygning som observerer utviklingen av parametere over tid til å fremme oppdagelsen av nye materialer, forbedre materialers levetid og styrke forståelsen av miljøpåvirkningen gjennom hele en bygnings livssyklus.
Konklusjon
Bygging har historisk vært en relativt «lav‑teknologisk» industri, som kun har integrert nye materialer sakte og holdt byggemetodene relativt uendret.
Den samtidige modningen av CNC, 3D‑utskrift, CAD, digitalt fotavtrykk og AI kan endre dette snart. Spesielt når det kombineres med et press for lavere miljøpåvirkning, mer sporbarhet, høyere energieffektivitet og mindre materialforbruk.
Imidlertid er det, i motsetning til mange andre økonomiske sektorer, lite sannsynlig at dette vil erstatte mye menneskelig arbeidskraft i byggebransjen.
I stedet vil det forbedre produktivitet, sikkerhet og grønne profiler for nye bygninger, samtidig som det muliggjør bedre design og lavere ressursforbruk, alt under tilsyn av mennesker som fortsatt håndterer de rotete og skiftende forholdene på en byggeplass.
3D‑printingsselskap
(I tillegg til selskapene som diskuteres nedenfor, kan du lese om andre i artikkelen vår «Top 10 Additive Manufacturing And 3D Printing Stock to Watch»)
Nano Dimension
NNDM Prisdiagram
De fleste additive produksjonsselskaper fokuserer på metall og plast, med øye for komplekse mekaniske deler. Nano Dimension (NNDM ) fokuserte i stedet på 3D‑printet elektronikk. Dette inkluderer svært spesialiserte teknologier som ledende eller dielektriske blekker og keramikk. Disse kan for eksempel brukes i bygging av optiske eller radiokomponenter.
Dette er en av de mulige anvendelsene av 3D‑utskrift på nanoskalering, som vi utforsket nærmere i «Nanoscale 3D Printing Looks Primed for Commercialization».
Nano Dimension har vokst gjennom en blanding av oppkjøp og intern FoU.
Kilde: Nano Dimensions
Denne strategien endret seg med oppkjøpet av Desktop Metal , kunngjort i 2024 og fullført i 2025. Sammen vil de to selskapene ha en mye sterkere posisjon innen metall‑ og keramikk‑3D‑utskrift på alle skalaer, fra elektronikk til store industrielle maskiner og romfart, med et sterkt skifte mot industriell produksjon.
Dette skaper også stordriftsfordeler ved å slå sammen kundebasen som inkluderer SpaceX (SPCX ), Tesla (TSLA ), GE, Honeywell, Emerson, Raytheon, NASA, Medtronics osv.
Til slutt var de to selskapene hovedsakelig aktive i ulike geografiske områder, med Nano Dimension i Europa og Desktop Metal i USA, noe som gir synergi ved å slå sammen salgsteamene.
Kilde: Nano Dimension
Selskapet hevder at det kan redusere det økologiske fotavtrykket fra produksjon, med en reduksjon på 94 % i CO₂‑utslipp, 100 % i vannforbruk, 98 % i materialbruk og 82 % i kjemikalier. Totalt kan vi forvente at Nano Dimension vil fremstå som en leder innen teknologi.
Kilde: Nano Dimensions
De sammenslåtte selskapene er godt posisjonert til å utnytte nye oppdagelser innen 3D‑utskrift og utvikle sterkere aluminiumlegeringer, og disse innovasjonene vil sannsynligvis utvide det adresserbare markedet.
Imidlertid må investorer være klar over at både Nano Dimension og Desktop Metal var kontantstrøm‑negative ved oppkjøp, så det sammenslåtte selskapet vil måtte kutte kostnader eller vokse tilstrekkelig for å oppnå lønnsomhet i fremtiden.
(Du kan lese en mer inngående analyse av Nano Dimension i den dedikerte investeringsrapporten)
Siste nyheter og utviklinger for Nano Dimension (NNDM)
