Kapittel 17: Billigere og mer miljøvennlig

Bygg- og anleggsnæringen (BAE-næringen) omsetter for 520 milliarder kroner årlig (2018). Næringen består av mange ulike aktører som jobber hver for seg, med forskjellige premisser og insentiver. Evnen til å overføre erfaring fra et prosjekt til neste er liten. Næringen har også mange steder vært preget av mangel på seriøsitet, med svart arbeid, mangel på fagarbeidere og HMS-utfordringer som noen av elementene. Fagarbeidere og tilgang på nok og riktig kompetanse vil også bli en utfordring fremover, samt at det vil være viktig for næringen å se på måter å omstille seg på.

Dagens situasjon

BAE-næringen har et stort potensial i å utnytte mulighetene som ligger i bruk av teknologi på nye og andre måter. Verdikjeden består av et stort spekter av forskjellige aktører med varierende grad av kompetanse på hvilke teknologiske muligheter som finnes. Næringen står ovenfor flere utfordringer, en av disse er hvordan den skal klare å øke produktiviteten. En annen utfordring er hvordan næringen skal klare å redusere klimagassutslippene fra byggene. Bygg står for om lag 40 prosent av alt energiforbruk og 30 prosent av klimagassut - slippene.

Til tross for utfordringene ser vi en næring som begynner å snu seg. I England er det gjort en kartlegging som viser et stort potensial for besparing. Hvis vi legger de samme antakelsene til grunn for næringen i Norge, ligger det en potensiell besparelse på 100 milliarder kroner i ny teknologi og digitalisering. Forutsetningen for å lykkes er at næringen jobber sammen og ikke digitaliserer hver for seg.

Dersom Norge ikke lykkes i dette arbeidet, ligger det en stor risiko for at det vil komme aktører fra andre land som kan bygge billigere og bedre, og dermed utkonkurrere norske bedrifter. Klarer vi derimot å få til nye måter å bygge og drifte på i BAE-næringen, ligger det en stor mulighet for økt eksport av norsk kompetanse og teknologi.

Gjennom de senere årene har mulighetsrommet i teknologi og digitalisering åpnet seg. Samtidig har økonomien i verden blitt mer presset og befolkningsveksten øker. Byggene og veiene våre er viktig infrastruktur i samfunnet, og BAE-næringen har derfor et stort ansvar for at denne infrastrukturen både bygges og driftes optimalt. Urbanisering er en utvikling vi ser tydelig i hele verden, og vi vet at flere og flere vil bo i og rundt byene. Dette innebærer at vi må sikre effektive og velfungerende samfunn.

I tillegg ser vi at delingsøkonomi blir en sterkere trend, og også dette vil ha betydning for hvordan vi utvikler samfunnet vårt. Vi ser hvordan Airbnb blir en konkurrent til hotellnæringen, og WeWorks og Spaces leier ut kontorplasser på månedsbasis. Dette kan på sikt medføre store endringer i hvordan vi eier og bruker areal. I tillegg vet vi at næringen står for en stor del av klimagassutslippene i verden, og er en stor produsent av avfall. I sirkulærøkonomien forsøker man å redusere avfall og øke graden av gjenbruk og ombruk. Ved å bygge med andre metoder og annet materiale kan også næringen ta et større klimaansvar fremover.

Aktører i Norge har siden 2007 vært pådrivere for å etablere et åpent standardformat for bygningsinformasjonsmodeller (BIM), og Norge har vært pådriver for at denne standarden skal brukes av alle programvareutviklere verden over. En bygningsinformasjonsmodell er en digital 3D-modell av et bygg, som muliggjør samhandling mellom de forskjellige bidragsyterne i verdikjeden. For å få til samhandling mellom aktørene gjennom bruk av BIM, forutsettes det at informasjonen fra modellen gjøres tilgjengelig og kan deles mellom alle aktørene, samt at det arbeides med likt informasjonsunderlag hos alle involverte. Arbeidet har gjort at vi i dag har en felles standard som brukes av mange og man kan snakke om en åpen BIM.

Men digitalisering av BAE-næringen må dreie seg om mer enn en bygningsinformasjonsmodell. Potensialet for å utnytte digitaliseringsverktøy utover dagens tilnærming til BIM er stort, og næringen må få opp øynene for å bruke også annen teknologi og andre verktøy. I denne artikkelen vil vi derfor også se på andre teknologier som kan bidra til å øke verdiskapingen, redusere klimagassutslipp og heve kvaliteten på byggene. Vi vil blant annet se på hvordan Internet of Things (IoT), robotteknologi, virtuell virkelighet, utvidet virkelighet, 3D-printing, droneteknologi, sensorteknologi og stordata (AI) kan endre måten vi planlegger, bygger og bruker bygg og infrastruktur på fremover.

Bygningsinformasjonsmodeller og parametrisk design

På tross av enighet i bransjen om standardformat på bygningsinformasjonsmodeller (BIM) av bygg har det frem til i dag vært liten eller ingen produktivitetsvekst i BAE-næringen. Dette kan vitne om at det er innført teknologi som ikke skaper den verdien som potensielt er mulig. Bruk av 3D-modeller og informasjon, kan utnyttes i mye større grad enn i dag. Man kan se for seg en prosess hvor modellene blir en mal for det vi skal bygge. I en slik modell kan alt kontrolleres og simuleres slik at man avdekker eventuelle feil før byggingen starter. Gjennom byggeperioden utvikler modellen seg til å bli en kopi av det som faktisk ble bygd, med koblinger til all den informasjon som er nødvendig for å drifte bærekraftig i et livsløpsperspektiv. Dermed kan modellen bli en levende tvilling av bygget som utvikler seg likt med bygget. En slik digital tvilling kan gi informasjon om hva bygget inneholder og hvordan det kan demonteres når levetiden er utløpt. I dag snakker vi om BIM, men det er i all hovedsak primært bygningsmodeller som ikke inneholder nødvendig informasjon. For å komme videre må vi klare å bygge modeller som er informasjonsbærere til bygget, ikke bare en modell som kan brukes til regelsjekk. Teknologien finnes, men den må tas i bruk.

Ved å bruke informasjonen fra alle BIM-modellene og sette denne sammen med annen informasjon om bygg eller anlegg vil man ha store mengder med data som kan analyseres og brukes til å ta nye beslutninger. I dag er det mulig å analysere og utnytte store datamengder gjennom bruk av AI. Nye aktører begynner å sette all denne dataen inn i system, og utvikle programvare som gjør at vi kan planlegge på nye måter. Parametrisk design har vært benyttet i næringen i lang tid, men har blitt gjort manuelt. Gjennom utvikling av algoritmer og bruk av datamaskiner kan store mengder data gi muligheter for å vurdere et langt større antall parametere og presentere flere ulike alternativer.

Et eksempel er hvis du ønsker å se hvordan et bygg skal plasseres på en tomt. Ved å legge inn alle parametere som solforhold, høydekurver, reguleringsbestemmelser, kvadratmetere etc. inn i en programvare kan en datamaskin presentere mange millioner mulige løsninger, og hjelpe oss med å finne de beste alternativene. En menneskelig hjerne har ikke kapasitet til å vurdere flere enn noen få parameter samtidig og vil heller ikke kunne se alle mulige alternativer. Denne type teknologi vil kunne radikalt endre måten det arbeides på i BAE-næringen i dag og vil kunne medføre at mange av dagens manuelle oppgaver blir automatisert.

Virtuell og utvidet virkelighet

Har du noen gang sett på en plantegning av et bygg og hatt utfordringer med å se for deg hvordan disse rommene faktisk blir seende ut når de er bygd? Svært mange har problemer med å klare å visualisere bare ved å se en tegning. Gjennom bruk av virtuell virkelighet og utvidet virkelighet kan næringen utnytte potensialet for kommunikasjon og samhandling som ligger i en 3Dmodell.

Teknologier som virtuell virkelighet og utvidet virkelighet har blitt benyttet i spillindustrien for å gjøre spillene mer virkelighetsnære. Virtuell virkelighet, virtual reality (VR), er en illusjon generert av ulike typer informasjonsteknologi som gir deg opplevelsen av å være på et annet sted. Ved å bruke VR-teknologi, kan en bruker av et bygg gå en befaring i bygget før det er ferdig og slik få en virkelighetsnær opplevelse av hvordan rom, logistikk, lysforhold og innredning vil bli i det ferdige bygget. Potensialet og verdien av denne teknologien er stor for BAE-næringen. Som nevnt er det en næring med mange aktører, hvor geografisk lokalisering kan være spredt i mange prosjekter. Bruk av VRteknologi er geografisk uavhengig, man kan møtes i den prosjekterte modellen og gå sammen på felles befaringer, uavhengig av hvor man fysisk sitter plassert.

Gjennom utvidet virkelighet, augmented reality (AR), kombineres den egentlige virkeligheten med digitale illusjoner. AR-teknologi gjør at man kan avdekke feil, få tilgang til informasjon, kommunisere rundt og utnytte informasjonen raskere og bedre. Denne teknologien kan benyttes både i bygging og drift. Tenk deg at du har tilgang til informasjon om hvordan en tunell er konstruert, når du skal ut på en inspeksjon kan du ta på deg et sett med briller som lar deg se hvordan konstruksjonen ser ut. Samtidig kan du få opp et digitalt bilde av hva som befinner seg bak betongen og informasjon om bakenforliggende konstruksjoner. Eller du har behov for en bruksanvisning til en pumpe som skal repareres. Da kan du finne frem bruksanvisningen, kanskje det er en film, og se på den samtidig som du ser den faktiske pumpa du skal fikse.

Hvis man har bygd en digital tvilling kan man se den faktiske konstruksjonen og sammenligne direkte med den digitale. I dag antar man at om lag 8 prosent av kostnadene i næringen går til å dekke byggefeil. AR gir muligheter for å avdekke avvik mellom det som er prosjektert, og det som er bygd, på et tidlig tidspunkt.

Industrialisert bygging og 3D-printing

Urbanisering er en trend i samfunnet vårt, flere og flere vil i årene fremover bo i og i nærheten av byene. For BAE-næringen innebærer dette at det vil bli mindre plass til å bygge, flere forhold må vurderes på og rundt byggeplassene, og det vil være hensiktsmessig å redusere produksjonen på byggeplass så mye som mulig. Gjennom produksjon av ferdige elementer og moduler som kan fraktes inn og raskt monteres opp, vil det være mulig å effektivisere byggeplassene. I dag er dette mye benyttet i boligbygging, men i mindre grad utviklet for næringsbygg og formålsbygg. En annen gevinst som kan oppnås gjennom off site-produksjon er reduksjon av avfall. I dag fraktes det ut store mengder avfall fra byggeplassene, fordi materialer kappes og tilpasses der. Mer detaljert planlegging muliggjør høyere presisjon på leveransene og dermed mindre avfall/kapp.

Figur 17.1 Bilde av et 3D-printet hus fra Icon vist på South by Southwest 2018. Foto: ICON.

I tillegg ser vi nå at utviklingen på bruk av 3D-printere går raskt fremover. Flere land har allerede skrevet ut de første husene ved bruk av denne teknologien. Dubai har satt et mål om at 25 prosent av nybyggene i 2025 skal 3D-printes.

Robotisering

Hva er en robot, hvordan fungerer teknologien, og hva kan den gjøre?

Dagens byggemetoder er i all hovedsak like de metodene som er blitt benyttet i århundrer, men byggeplassene har vokst i kompleksitet og omfang. Ved å ta i bruk nye teknologier kan man derfor anta at det er rom for å hente ut store gevinster både på tid, kost og kvalitet. Ta for eksempel bruk av robotisering. Mange oppgaver på byggeplassene er repetitive, som kan medføre store slitasjeskader på personell. Ved å bruke en robot til å bore hull til oppheng for tekniske fag i tak, reduseres tiden på den enkelte oppgaven. I tillegg reduseres risikoen for personskader og slitasje, samtidig som kvaliteten blir bedre fordi alt gjøres i en prosess og presisjonen på en robot er svært høy.

Roboter kan gjøre mye på byggeplassene våre, hvis vi slipper dem til og planlegger for bruken av dem tidlig nok i prosjektene. Dersom vi utnytter informasjonen som finnes i bygningsinformasjonsmodellen til å gi en robot beskjed om hvor og hva som skal utføres, er det mange oppgaver som kan gjøres av maskiner. I dag males byggene våre manuelt, men roboter kan male dobbelt så fort som et menneske, uten risiko for leddog muskelskader eller andre typer HMS-risiko som medfølger malerarbeidet.

Figur 17.2 Borerobot som lager hull i tak i nybygg. Foto: nLink.

Internet of things

Utviklingen av sensorer og ting koblet til internett går i et høyt tempo. Gartner estimerer at i perioden fra 2016 til 2021 vil antallet ting koblet til internett øke fra 6,4 til 20,8 milliarder (https://www.gartner.com/newsroom/id/3165317). Et stort antall av disse enhetene vil befinne seg inne i eller i nærheten av bygg, og vil kunne påvirke hvordan vi bruker og tilpasser byggene våre.

Tenk deg at du har en elbil som du ønsker å lade når du kommer på jobb, og en lader som er koblet mot internett. Da kan du sende en booking til laderen, sette bilen til lading når du kommer på jobb og få en melding fra laderen om at bilen er fulladet eller at du må flytte bilen fordi din reserverte tid er oppbrukt. Informasjon fra disse komponentene kan settes sammen og brukes i analyser om hvordan vi lever, hvordan vi beveger oss, hvordan vi bruker energi og mye annet. Tilgjengeliggjøring og samling av informasjonen kan bidra til at vi kan få tilpassede produkter som forenkler hverdagen vår. Samtidig må vi ha en bevissthet om at informasjonen kan komme på avveie og brukes av noen som har uønskede hensikter.

Smarte bygg

Byggene inneholder etter hvert store mengder med teknologi som kan gi økt verdi både gjennom redusert energi og økt tilfredshet hos bruker. Både vann, varme, luft og arealbruk har vi mulighet til å styre gjennom driftssystemene. Samtidig er det et stort potensial for å få til økt grad av maskinlæring og integrasjon i anleggene. Byggene står for 40 prosent av all energibruk, og ved å optimalisere bruk kan vi redusere energiforbruket. Vi ser også utvikling av lokal energiproduksjon gjennom solceller, solfangere, jordvarme og bergvarme. Denne energien produseres ikke nødvendigvis når du har behov for den, og det vil derfor være behov for løsninger som muliggjør lagring eller deling av energi i større grad enn i dag. For å optimalisere energiproduksjonen vil et system som er koblet opp mot forbruksmønster og andre installasjoner, muliggjøre mer effektiv energistyring.

Hvordan kan vi se for oss et smart bygg? Tenk deg at du våkner om morgenen, allerede før du våkner har huset undersøkt hvordan været er ute og justert inn lys og temperatur slik at det er optimalt ut fra dine ønsker basert på temperaturen ute. Alt du gjør i huset, kan automatiseres, men det er først når bygget begynner å lære av deg, at det kan kalles smart. Hva om huset går gjennom kalenderen og ser at mannen din skal på reise og kommer til å dra ut av døra kl. 06.00. Huset har lært at når han drar så tidlig har han andre vaner enn til vanlig. Han hverken dusjer eller drikker kaffe, men har behov for en drosje. På kvelden vil derfor den talestyrte assistenten spørre om den skal bestille drosje, og om han ønsker kaffe til frokost. Assistenten tilpasser bygget til at det vil være en mindre til frokost, mindre behov for varmt vann og bestiller en drosje.

Et annet eksempel: Det er ferietid, og reiseplanleggeren din kan informere om at bussen har færre avganger i timen enn vanlig og foreslår hvilken avgang du må ta for å komme til kontoret til vanlig tid. I og med at det er ferietid har kontoret stengt av de to øverste etasjene og du får tildelt en kontorplass i nærheten av de andre som ikke har ferie. På den måten kan bygget spare energi gjennom redusert kjøling, belysning og renhold.

I dag foregår drift av bygg i stor grad av manuell kontroll, og er i mindre grad automatisert enn for eksempel båter eller plattformer. Gjennom bruk av sensorer og analyser kan drift av byggene i mye større grad automatiseres og optimaliseres. Teknisk utstyr kan i større grad justere seg selv, basert på læring og gi varsler om når det begynner å bli slitt og klar for utskifting. Dette kan bidra til en mer effektiv måte å drifte og vedlikeholde byggene på.

Droneteknologi

Droneteknologi utvikler seg i høyt tempo, og mange operasjoner som i dag utføres manuelt kan utføres ved bruk av droner. Ta for eksempel inspeksjon av vei – i dag kjører noen ut og inspiserer, måler opp og vurderer. Ved bruk av en drone med skanneutstyr blir det mulig å fly over store mengder veier, bruer og tunneler på kort tid og informasjonen kan sammenlignes digitalt med funnene fra forrige inspeksjon. Dette gir en raskere og bedre oversikt over tilstand på infrastruktur, enn hva vi har i dag.

Et annet eksempel er inspeksjon av tak. For å inspisere et tak må noen klatre opp på taket og gå en runde med all den risiko det innebærer. En drone med kamera, kan skanne et tak på kort tid, sende bilder direkte ned til driftspersonell på bakken og lage et informasjonsunderlag som gjør at takets utvikling over tid kan følges opp. Dette gjelder også for fasader, hvor man med droneskanning kan lage gode bilder av veggen som danner grunnlag for å avdekke samt følge opp riss og endringer i byggstrukturen. Dette vil medføre redusert risiko for personell, økt kvalitet på kontroll og bedre informasjonsgrunnlag over tid.

Perspektivene videre

Mulighetsrommet for bruk av teknologi på nye måter for å oppnå mer effektiv bygging, drift og vedlikehold i BAE-næringen er stort. Næringen må utforske mulighetsrommet ved å være nysgjerrig og åpen for ny teknologi. For å utnytte potensialet må både utdanningsinstitusjoner, politikere og ledere legge til rette for at ny teknologi kan tas i bruk og at kompetansen bygges. Norge har mange muligheter til å ta en ledende rolle som teknologinasjon fordi vi er en liten nasjon, har høy kompetanse og en god teknisk infrastruktur.

Figur 17.3 Målbildet fra det digitale veikartet mot 2025 fra BNL.

I 2017 utarbeidet Byggenæringens Landsforening (BNL) et digitalt veikart for næringen frem mot 2025 (http://www.bnl.no/globalassets/dokumenter/rapporter/210917- digitalt-veikart-for-bae-3.pdf?id=4000) og det er etablert en forening som skal følge opp tiltakene i veikartet. Gjennom dette arbeidet ligger mulighetene for å lykkes med den transformasjonen som trengs i næringen. Og målet er dristig: Innen 2025 skal næringen redusere kostnadene med 25 prosent og redusere utslippene av klimagasser med 50 prosent. Samtidig skal næringen øke prosjektgjennomføringen med 50 prosent og øke eksporten av produkter og tjenester med 50 prosent. Klarer man dette, vil vi se en helt annen dynamisk og teknologiorientert næring i 2025 enn den vi ser i 2018.

Mulighetsrommet er derfor stort innenfor BAE-næringen til å utvikle løsninger og teknologi som kan effektivisere næringen både nasjonalt og internasjonalt.