Levensgrote LEGO-blokken bieden de mogelijkheid om sneller, goedkoper, sterker en milieuvriendelijker te bouwen.
Waarschijnlijk heeft iedereen in de bouwsector wel eens naar LEGO®-blokjes gekeken en zich afgevraagd waarom niemand er levensgrote versies van maakt.
Engin Yesil, een serie-investeerder uit Turkije, zag zijn zoon spelen toen hij besloot het werkelijkheid te maken. Hij creëerde blokken van hernieuwbaar composiet (Renco) gemaakt van gerecyclede glasvezels, gerecycled plastic, hars en steen. Hij kreeg al snel goedkeuring om met het nieuwe materiaal in zijn geboorteland te bouwen. In de Verenigde Staten stuitte hij echter op een enorm obstakel – de International Building Code (IBC) keurde de bouw met iets anders dan beton, hout en staal niet goed.
Om IBC-certificering voor het gebruik van het Renco-systeem te verkrijgen, werkte Yesil samen met Thomas P. Murphy Jr. en Kenneth Smuts, co-president en voormalig vice-president van het Miami-bedrijf Coastal Construction. Smuts, een erkend professioneel ingenieur en nu president van Renco, leidde het onderzoek en de ontwikkeling van het Renco Structural Building System en codificeerde en verkreeg gedurende tien jaar goedkeuringen onder de IBC.
Uitgebreide Evaluatie Ondersteunt het Renco-Bouwsysteem
Hoewel Renco beweert dat de blokken 23 keer sterker zijn dan beton, weegt het met vezel versterkte minerale composiet slechts 20% van het gewicht van beton. Injectie gieten zorgt ervoor dat het materiaal in elke gewenste vorm kan worden gegoten – blokken, dakbalken, vloerbalken of vloerdelen – die allemaal windsnelheden van 275 km/u kunnen weerstaan en zijn gecertificeerd voor een orkaan van categorie 5. Het composiet is volledig water-, schimmel- en zelfs termietenbestendig, en ANSI-gecertificeerd voor structurele prestaties. Door het composiet aan te passen, worden de vereiste brandclassificaties bereikt. Dat is minder een probleem voor eengezinswoningen waar huizen 3 meter van elkaar staan, maar voor meergezinswoningen moeten blokken strenge brandtesten van een of twee uur doorstaan.
Een cruciale beslissing was hoe de blokken aan elkaar bevestigd moesten worden. Na te hebben gekozen voor lijmen in plaats van metalen bevestigingsmiddelen, onderzocht het team de mogelijkheden en koos voor methylmethacrylaat, een hechtmiddel dat wordt gebruikt in maritieme, lucht- en ruimtevaart- en vrachtproducten. De lijm werkt goed met hout, staal en composieten.
Om de CO2-voetafdruk van het Renco-structurele systeem te vergelijken met andere systemen, werkte Renco samen met het in Vancouver gevestigde adviesbureau BAS Carbon om de milieuproductverklaringen voor lineaire componenten, vloerbalken en vloerdelen op te stellen. De resultaten tonen een kleinere CO2-voetafdruk in vergelijking met gebouwen van gewapend beton en constructiestaal. Voor het assembleren van het gebouw zijn geen zware kranen, elektrisch gereedschap of grote machines nodig, waardoor de bouw ook energie-efficiënter is.
Maten, Vormen en Kleuren Maken Ontwerpen Eenvoudig
In Turkije is de Renco-blokmaat 4”, wat aan veel Amerikaanse eisen voldoet. Smuts groeide bijvoorbeeld op in New England, waar de meeste wanddiktes 4” tot 6” zijn, afhankelijk van of er 2” x 4” of 2” x 6” materiaal wordt gebruikt. Maar in Miami is de bouw voornamelijk 8” metselwerk om de benodigde sterkte te bereiken in zones met hoge orkaansnelheden. Daarom produceert Renco twee formaten blokken – 8” commercieel en 6” residentieel. Consistentie helpt bij bouwplanning en zorgt voor efficiënte uitvoering.
“We hebben een voorschrijvend evaluatierapport geschreven,” zei Smuts. “We bepaalden de ontwerpbelasting en de druk-, trek- en buigcapaciteiten van de blokken en vloerdelen. We hebben ook tabellen ontwikkeld voor de vloerbalken en overspanningstabellen voor de vloerbalken en vloerdelen. We hebben een kookboek voor ons proces dat gemakkelijk te vertalen en te delen is met anderen en ook aan te passen is.”
Bij het ontwerpen van een constructie kunnen architecten eenvoudig verschillende vormen en maten in CAD selecteren en deze kopiëren, knippen en plakken om de onderdelen van het gebouw weer te geven.
Kleurcodering maakt het ook eenvoudig voor een niet-traditionele arbeidskracht om snel een gebouw te assembleren, een pluspunt in een sector die wordt geplaagd door een tekort aan arbeidskrachten. Arbeiders kunnen het kleurenschema op een tablet bekijken of een set tekeningen uitrollen en zien dat een grijs blok 8” x 8” x 16” is of dat een blauw blok 8” x 8” x 48” is.
“De arbeidskrachten begrijpen het kleurcontrolesysteem in een uur of twee en weten precies hoe de blokken in elkaar passen als ze verdergaan met bouwen,” zei Smuts.
Aangezien Renco alleen de benodigde onderdelen voor een constructie produceert, ondersteunt het bouwproces een schoner milieu, zonder de noodzaak voor afvalcontainers of zagen en met minimale verspilling. Hoewel elk type materiaal duur is, kan het gemak van de bouw en het ontbreken van afval met Renco-blokken ontwikkelaars 5% tot 10% besparen op projectkosten.
“Ontwikkelaars richten zich op wat hen het hoogste rendement voor hun inspanningen oplevert,” zei Smuts. “Het is dezelfde hoeveelheid werk, of ze nu een appartementencomplex met enkele honderden eenheden bouwen of een hoogbouw van 500 eenheden. Arbeidswoningen worden vaak over het hoofd gezien, maar bouwen met Renco kan nog steeds een mooi rendement opleveren.”
Timing is Alles
Na jaren van uitgebreid testen verkreeg Renco in 2019 goedkeuring van de IBC – net voordat de COVID-19-pandemie uitbrak. Problemen met de toeleveringsketen en havens escaleerden snel, en de kosten voor het verzenden van slechts één pallet Renco-blokken naar de Verenigde Staten stegen van $3.200 naar $15.000, aldus Smuts. De prijsstijging veegde een groot deel van het economische voordeel van het bouwen met Renco-blokken weg, waardoor duidelijk werd dat de Amerikaanse bouw niet langer gebruik kon maken van materiaal dat uit Turkije werd geïmporteerd.
Dat verklaart waarom Renco slechts één project heeft voltooid, het Lakewood Village-appartementencomplex met 96 eenheden in West Palm Beach, Florida. Het recent voltooide complex werd in acht weken gebouwd door 11 ongeschoolde arbeiders met hamers en lijmpistolen. Maar Renco begon ook met de bouw van een 60.000 vierkante meter grote productiefaciliteit in Jupiter, Florida, die binnenkort operationeel zal zijn.
“We zijn begonnen met het opbouwen van een klantenbestand in overeenstemming met die opening,” zei Smuts. “Dus nu wordt het product in Amerika gemaakt met Amerikaanse arbeid in een Amerikaanse faciliteit.” Renco richt zich op woningbouwprojecten in Florida, Texas en Arizona om de verkoop en implementatie van Renco-producten te versnellen.
Het systeem heeft ook wereldwijd erkenning gekregen, waaronder de eerste plaats in de JEC Composites Innovation Awards van 2024, de Best Construction Product Design van 2023 bij de BLT Built Design Awards en de Gold Award bij de International A’Design Award & Competition. Iedereen lijkt de waarde te erkennen – en de innovatie te waarderen – van het gebruik van LEGO-achtige stenen voor echte bouwprojecten.