Future Factory brengt massale verduurzaming van woningen een stap dichterbij

‘Om de klimaatdoelen voor 2030 te halen, moeten we gestaag het tempo van de verduurzaming opvoeren tot meer dan 50.000 bestaande woningen per jaar in 2021. En vóór 2030 moeten we al in een ritme van 200.000 per jaar zitten.’ Deze passage staat in het Klimaatakkoord en maakt duidelijk: er moeten niet alleen heel veel woningen gerenoveerd worden, deze renovaties moeten ook nog eens snel worden uitgevoerd.

Bedrijven zijn nog niet klaar voor een snelle opschaling van het aantal woningrenovaties. Nederland kampt bijvoorbeeld met een tekort aan technici in de installatiesector. Een belangrijke vraag is dan ook: hoe kan het renovatieproces op zo’n manier worden ingericht dat voldoende woningen verduurzaamd worden met de mensen die daarvoor beschikbaar zijn? Daarnaast spelen technische, economische en sociale vraagstukken een rol.

De Nederlandse overheid stimuleert projecten die de verduurzaming van woningen in een stroomversnelling kunnen brengen, via de zogeheten Meerjarige Missiegedreven Innovatieprogramma’s. Een van de projecten dat is verbonden aan deze MMIP’s is Future Factory. Het projectdoel: een ‘factory’ ontwikkelen die in 2025 jaarlijks 25.000 renovaties kan leveren die passen op veertig procent van de woningen in Nederland.

Het Future Factory-consortium, dat uit 28 partijen bestaat, wil een fabriek (of fabrieken) realiseren om de productie van renovatieonderdelen op te schalen. Maar het project is ook gericht op het stroomlijnen van werkzaamheden die momenteel in de keten worden uitgevoerd – van productie tot installatie. ‘In de eerste fase van het project worden bestaande fabrieken verbeterd’, zegt Ben Knapen coördinator binnen het project.

Knapen werkt als onderzoeker bij het Lectoraat Lean op de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) en kijkt naar de bouw- en renovatiewereld met een – naar eigen zeggen – industriële bril. Het valt hem op dat veel werkzaamheden decentraal worden uitgevoerd. ‘De bouw is vrij ambachtelijk. Ter plekke worden mensen ingehuurd die heel goed zijn in timmeren of in metselen. Het gebeurt allemaal op de bouwplaats, met veel wachttijden en afstemming die nodig is.’

De ambachtelijke manier van werken maakt het lastig om het aantal renovaties op te schalen. Daarom richt Future Factory zich op productie in een industriële setting. Oftewel: meer werkzaamheden moeten centraal in fabrieken worden uitgevoerd. ‘Om die woningaantallen uit het klimaatakkoord te halen, is veel meer prefab nodig en moet er een consistentere kwaliteit geleverd worden. Dat is een stuk efficiënter en daardoor goedkoper.’

Technische installaties kunnen bijvoorbeeld in de fabriek in renovatieonderdelen geïntegreerd worden. ‘Een woning wordt vaak geïsoleerd door daar een schil omheen te zetten, een soort theemuts om het gebouw. Het zou kostengunstiger zijn om een deel van de installatie, of misschien wel de hele technische installatie, in die schil te verwerken. Als je dat voor elkaar krijgt dan worden de kosten lager, wordt het proces sneller, en wordt de productie beter.’

Produceren in een industriële omgeving zorgt bovendien dat nieuwe technologieën, zoals robots, gemakkelijker toegepast kunnen worden tijdens het maakproces. ‘We willen ons toespitsen op industry 4.0-technieken. Dat houdt in dat je moderne technologieën gebruikt om je processen te verbeteren, bijvoorbeeld door robotisering toe te passen.’ Een bijkomend voordeel: industry 4.0 zorgt dat meer werkzaamheden met hetzelfde aantal mensen uitgevoerd kunnen worden.

Om Future Factory tot een goed einde te brengen worden verschillende deelprojecten uitgevoerd, onder andere op de HAN. Het lectoraat Lean houdt zich bijvoorbeeld bezig met het optimaliseren van het ontwikkel-, fabricage- en renovatieproces. ‘We maken hierbij ook gebruik van digitale technieken. We brengen in kaart hoe je een digitaal model kunt maken van de processen en hoe je aan de hand van zo’n model simulaties kunt maken om het proces te verbeteren. Dat gaat veel sneller dan wanneer je procesveranderingen in de praktijk uitprobeert.’

Een ander HAN-lectoraat dat een belangrijke rol speelt in Future Factory is Meet- en Regeltechniek. Deze onderzoeksgroep ontwikkelde de afgelopen jaren tools om potentiële energiebesparingen in woningen door te rekenen. ‘We willen kleine projecten en bedrijven ondersteunen met het gereedschap dat we de afgelopen jaren hebben ontwikkeld’, zegt Rob ter Steeg, onderzoeker bij het lectoraat. Meet- en Regeltechniek focust al jaren op de verduurzaming van woningen.

In de jaren 2016-2017 ontwikkelde de onderzoeksgroep een duurzaam renovatiedak. In dat dak werden installaties worden opgenomen, zoals een warmtepomp. ‘De vraag was: kunnen we in één keer een nieuwe kap op een rijwoning leggen, met minimale impact voor de bewoners, de warmtebehoefte terugbrengen en overgaan op meer duurzame bronnen’, zegt Ter Steeg.

Later startte het lectoraat het project HP-Launch. Een consortium ontwikkelde een hybride warmtepomp die is toegesneden op bestaande Nederlandse woningen. De kennis uit dit project komt goed van pas. ‘HP-Launch is bij de HAN heel breed bezig geweest met het ontwikkelen van berekeningstools. We hebben als groep Meet- en regeltechniek veel kennis opgedaan over hoe installaties interacteren met het huis. Die info is natuurlijk heel nuttig binnen dit Future Factory-project.’

Inzichten uit voorgaande projecten leveren concrete onderzoeksvragen op voor Future Factory. Een voorbeeld: Ter Steeg en zijn onderzoekspartners ontdekten dat het ontdooien van luchtwarmtepompen een belangrijk thema is voor vervolgonderzoek. Als de luchtvochtigheid hoog is en de temperatuur van de warmtepomp onder nul, dan ontstaan ijskristallen op de lamellen van de warmtepomp. Deze remmen de warmteoverdracht en zorgen dat er minder lucht door de warmtepomp kan.

‘Dat betekent dat je de warmtepomp om moet draaien, dus dat je het huis even afkoelt en de warmtepomp verwarmd’, legt Ter Steeg uit. Maar de vraag is: hoe zorg je dat er minimaal ontdooit hoeft te worden? Want alle warmte die uit een woning onttrokken wordt, moet er ook weer ingebracht worden. Bovendien is het niet fijn als de radiatoren moeten afkoelen. ‘We willen graag kijken hoe we dit proces kunnen optimaliseren en hoe we kunnen zorgen dat de impact van het ontdooien minimaal wordt.’

Studenten krijgen ook een rol in de deelprojecten die HAN-lectoraten uitvoeren. Knapen: ‘Het afgelopen semester was een groep HAN-studenten betrokken bij Factory Zero, een van de consortiumpartners, om ideeën te genereren voor toekomstige producten.’

Studenten zijn niet alleen nuttig omdat zij meewerken aan deelprojecten. Het betrekken van studenten draagt indirect bij aan een oplossing voor het arbeidsmarktvraagstuk in de energie-, bouw en installatiesector. Deze future engineers worden misschien wel voorbereid op een baan in de fabriek van de toekomst, waar ze de enorme renovatieaantallen uit het klimaatakkoord een stap dichterbij kunnen brengen.