Vloeren, betegelen of schilderen op een betonnen ondergrond die onvoldoende droog is, kan een ramp worden. Een experimenteel project gebruikte onlangs IoT-sensoren en AI om te bepalen wanneer het veilig is om betonnen oppervlakken af te werken.
Haastigheid en onvolmaakte omstandigheden leiden tot mislukking
Om met succes eerst uit te harden en vervolgens te drogen, zijn specifieke voorwaarden vereist. U moet een temperatuur van meer dan 10 ° C en een relatieve vochtigheid van meer dan 80 procent in het beton handhaven.
Als het beton eenmaal is uitgehard, moet u ervoor zorgen dat het droog genoeg is om af te werken. Meestal mag de relatieve luchtvochtigheid niet hoger zijn dan 82 procent. Sommige vloermaterialen hebben een luchtvochtigheid van minder dan 75 procent nodig voor een succesvolle toepassing.
Finland biedt, net als veel andere landen in het noorden, geen ideale omgeving voor bouwvakkers in de wintermaanden. Krappe projectschema's en snel wisselende weersomstandigheden kunnen tot structurele tegenslagen leiden. Vochtig beton zal de vloer vroeg of laat beschadigen. Bovendien zullen schimmel- en microbe-groei op vochtige oppervlakken problemen met de luchtkwaliteit binnenshuis veroorzaken.
De IoT- en AI-oplossing
Een door de Finse overheid gesteund KIRA-digi-experimentproject testte of IoT-sensoren konden helpen bij het oplossen van het concrete droogdilemma. Esa Eklund leidde het project bij NCC Building in 2017.
Eklund heeft een masterdiploma in computerwetenschappen en specialiseerde zich in hernieuwbare energie. Momenteel runt hij zijn eigen adviesbureau Kyberias Oy.
"We waren op zoek naar betaalbare sensoren van hoge kwaliteit die informatie over vochtigheid en temperatuur konden verzamelen", aldus Eklund. “We vonden een kickstartproject van een Fin, Lauri Jämsä . Zijn RuuviTag- sensor paste perfect bij ons. Hij is klein, kost minder dan 30 euro en kan jaren mee. Zowel de hardware als de software zijn open-source. "
Het vijf maanden durende KIRA-digi-project genaamd "Controle van het drogen van beton op bouwplaatsen" begon in augustus 2017. De experimenteerarena was een woongebouw met zes verdiepingen in Helsinki. De bouw begon in maart 2017 en werd in oktober 2018 voltooid.
In totaal hebben 70 sensoren temperatuur- en vochtigheidsgegevens verzameld op kritieke punten van het testgebied. Ze vormden een draadloos mesh-netwerk dat gegevens via een centraal 3G / 4G-modem naar een clouddienst verstuurde.
Het team gebruikte algoritmen voor machine learning om de resultaten te analyseren. Als de omstandigheden niet optimaal waren, waarschuwde het systeem de locatiemanagers om corrigerende maatregelen te nemen.
Alternatieve manieren om de omstandigheden te meten
Voor een leek lijkt het plaatsen van de IoT-sensoren in de betonnen constructie een optimale oplossing. De traditionele manier om structurele vochtigheid te meten, is immers om een gat in de betonplaat te boren en een meetapparaat erin te pluggen. Een grote aannemer heeft een toegewijd team om dat dagelijks op verschillende bouwplaatsen te doen.
Eklund legde uit waarom de intuïtieve oplossing niet perfect is: “We hebben een paar sensoren in de structuren zelf geplaatst, maar dat bleek niet ideaal. Er ontstaat een laag tussen de sensor en het beton dat de sensor isoleert, wat resulteert in onjuiste metingen. "
In het project werden sensoren op het plafond en de muren geplaatst die de luchtcondities in de kamer maten en niet de betonnen constructies rechtstreeks. Het projectteam vergeleek de sensordata met referentie-informatie van nauwkeurige, dure meters en kon de beste condities voor het drogen van het beton bepalen.
"Toch is de meest betrouwbare methode om een monster uit het beton te nemen en het in een laboratorium te bestuderen", herinnerde Eklund zich. "Onze methode is echter een goed genoeg proxy."
Veelbelovende resultaten
De aannemer was tevreden met de resultaten. De bouwers konden precies bepalen wanneer ze moesten beginnen met het afwerken van de vloer, wat van cruciaal belang is vanuit het oogpunt van de projectplanning.
Als de omstandigheden voor vloeren gunstig zijn, hoeft de aannemer achteraf waarschijnlijk geen dure reparaties uit te voeren.
Een bijkomend, onvoorspelbaar voordeel dook op. De aannemer moest draagbare oliegestookte luchtverwarmers gebruiken om het gebouw te drogen. De verwarming was gepland om voor een bepaalde tijd te draaien. Door het IoT-systeem wist de aannemer wanneer hij die kachels veilig uit moest zetten. Het was eerder dan verwacht, en dat scheelde geld.
Het geteste systeem was kostenefficiënt en technisch haalbaar. Als zodanig is het mogelijk om het te produceren als een interne functie of als een nieuwe service.
Serge Skorin beschrijft het experimenteerproject in zijn masterscriptie . Hij schrijft dat de bouwtijd van het testgebouw theoretisch tot 26 weken korter had kunnen zijn als de IoT-oplossing volledig was geïmplementeerd. Dat zou bijvoorbeeld wijzigingen in het HVAC-installatieschema nodig hebben gehad.
Experimenten als deze maken duidelijk dat IoT-oplossingen substantiële voordelen kunnen opleveren tegen marginale kosten. Het bouwproces moet echter opnieuw worden geconfigureerd om gebruik te maken van de beschikbare technologieën.
Neem voor meer informatie over het experiment contact op met Esa Eklund op LinkedIn of Ari Törrönen van NCC Building op ari.torronen (at) ncc.fi.
Titelafbeelding: Aarni Heiskanen.
Via: AEC