Kennisdocument: Piva over holistisch en kostenefficiënt ontwerpen en construeren

Houtconstructeur Franco Piva is met zijn bedrijf Ergodomus Timber Engineering over de hele wereld actief. Hij was één van de sprekers tijdens de Houtdag 2021, georganiseerd door Het Houtblad. Hier presenteren we de volledige video van zijn speech. Waarin hij uitlegt hoe je slimmer en kosten- en materiaalefficiënt met hout kunt ontwerpen.

Piva begint uit te leggen welke positie hij met zijn constructiebedrijf inneemt, wat hem uniek maakt voor veel houtbouwprojecten. Dat is omdat hij heel veel kennis heeft van veel verschillende producenten van gelamineerde houtproducten (Glulam, CLT, DLT, LVL, etc). Zijn bureau is in staat om te ontwerpen tot op het niveau van het aansturen van de CNC-machines van de verschillende leveranciers. Daardoor kan Ergodomus ontwerpers, architecten en bouwbedrijven adviseren over de keuze van materiaal en fabrikant en al deze partijen ook begeleiden in de verdere berekeningen. Dat is één van de aspecten van wat Piva holistisch ontwerpen noemt.

Sprongsgewijze toename houtbouw

Op basis van cijfers van gerenommeerde instituten laat Piva vervolgens zien welke enorme sprongen de houtbouw in de wereld aan het nemen is. Werd er in 1995 nog maar 25.000 kuub mass timber ingezet in de bouw, in 2017 was dat al 885.000 ton. En de grafiek die de stijging aangeeft gaat steeds steiler. Houtbouw is dan ook sinds zeker een decennium uit de pilot-fase en in een fase van massaproductie gekomen.

Digitalisering van de industrialisatie

De massaproductie is mede mogelijk door de zeer sterk toegenomen digitalisering van het bouwproces, dat juist ook bij houtbouw met mass timber zo enorm goed bruikbaar is. Het zijn technieken die betrekkelijk weinig kosten en eenvoudigweg kunnen worden aangeschaft, en voor enorme kostenbesparingen zorgen. Productie volgens deze methodes maakt het ook nog eens mogelijk om heel precies kosten te kunnen voorspellen.

DFMA als holistische benadering

Maar een holistische benadering en de mogelijkheden van de digitalisering maken het ook mogelijk om te doen aan Design For Manufactoring and Assembly (DFMA): zodanig ontwerpen dat je ontwerp op de meest (kosten- en materiaal-) effectieve wijze kan worden geproduceerd en wel zodanig dat het op de meest efficiënte en risicoloze manier kan worden in elkaar gezet. Ook hiervoor leent de houtbouw zich geweldig. Piva laat met voorbeelden zien dat daar optimalizeringsslagen in te maken zijn.

What you draw is what you get

Een ander voordeel van deze manier van werken is dat, -best ongebruikelijk in de bouw-, de opdrachtgever uiteindelijk ook krijgt wat hij gevraagd heeft en heeft laten ontwerpen. Er zijn immers veel minder stappen nodig later in het proces om tot materialisatie te komen. Alles wordt al in het beginstadium meegenomen in het ontwerp.
Een krachtige ontwerpvorm waarmee dit ontwerpen aan de basis volgens een DFMA-benadering te doen is is aan de hand van digital twins: een ontwerpwijze die verder gaat dan BIM: er wordt een driedimensioneel ontwerp gemaakt dat ook daadwerkelijk de tekening is van het echte gebouw. Piva gebruikt voor dit visualiseren ook een app op de telefoon waarmee je via een QR-code een gebouw of een bouwdeel als een digitale maquette of een mock-up kunt visualiseren, er omheen lopen en aan alle kanten bekijken.

Keuzes maken van assemblageplaats

Is eenmaal een gebouw geheel getekend, dan kunnen de bouwdelen afzonderlijk bekeken worden. Wat is er in de productie te doen en wat moet er op de bouwplaats gebeuren? Daarbij kan maximaal gerekend worden aan hoe groot de objecten kunnen en mogen zijn om nog goed vervoerd te worden en/of ingehesen. Vaak levert het een flinke besparing op van het aantal handelingen op de bouwplaats. Piva toont een voorbeeld van een houten constructie die uit 700 bouwdelen is opgebouwd, maar die op de bouwplaats nog maar uit 330 bouwdelen bestond. Omdat er veel bouwdelen al in de fabriek konden worden samengevoegd.

Kraankosten besparen met houtbouw

Piva geeft een aantal voorbeelden van voordelen van ontwerpen met het oog op de uiteindelijke assemblage. Zoals een gebouw in Italië dat voor een groot deel bestaat uit lichte platen van CLT, alleen het trappenhuis is een koker gemaakt van clt-platen van 15 meter bij 2,5 meter. Daardoor hoefde er maar 8 uur een heel hoge en zware hijskraan op het project te komen, waar in het geval van een betonnen gebouw die kraan zeker 6 weken had moeten worden ingehuurd.

Veel voorbeeldprojecten

In het laatste deel bespreekt Piva een flink aantal projecten waaraan hij heeft meegerekend. Opvallend daarbij is dat hij, hoewel een echte pleitbezorger voor houtbouw, vind dat je altijd de meest geëigende keuzes moet maken. Als een betonnen fundering of kern het beste is, of een stalen frame, dan is het verstandig dat materiaal ook in te zetten.