Back to the topics list

civiele techniek

Leerdoelen

Aan het einde van deze les zou u het volgende moeten kunnen:

• Definieer civiele techniek
• Beschrijf de geschiedenis van de civiele techniek
• Leg de subdisciplines van civiele techniek uit
• Leg de functies van civiele techniek uit
• Leg de voordelen van civiele techniek uit
• Laatste ontwikkelingen in de civiele techniek

Civiele techniek verwijst naar een type techniek dat zich bezighoudt met het ontwerpen, bouwen en onderhouden van de fysieke en natuurlijk gebouwde omgeving. Het omvat openbare werken zoals bruggen, wegen, kanalen, luchthavens, dammen, spoorwegen en rioleringssystemen.

Civiele techniek is de op één na oudste discipline van techniek na militaire techniek. Het wordt traditioneel onderverdeeld in verschillende subdisciplines. Civiele techniek kan zowel in de publieke als in de private sector plaatsvinden.

Geschiedenis van de civiele techniek

De geschiedenis van de civiele techniek is verbonden met kennis op het gebied van onder meer constructies, geografie, materiaalkunde, geologie, hydrologie, bodemkunde, mechanica, milieukunde en projectmanagement.

In de oudheid en middeleeuwen werden de meeste bouw- en architectonische ontwerpen uitgevoerd door ambachtslieden zoals timmerlieden en steenhouwers. De infrastructuur die bestond was beperkt en repetitief in ontwerp.

Een vroeg voorbeeld van een wetenschappelijke benadering van fysieke en wiskundige problemen die toepasbaar zijn op civiele techniek is het werk van Archimedes in de 3e eeuw v.Chr. Zijn werken brachten het begrip van concepten als drijfvermogen en praktische oplossingen zoals de schroef van Archimedes.

De oudste praktijk van civiele techniek begon in de Indusvallei in Egypte en Mesopotamië in het oude Irak. Dit gebeurde tussen 4000 en 2000 v.Chr. De ontwikkeling van civiele techniek in deze periode werd voornamelijk beïnvloed door het opgeven van het nomadische bestaan ​​door de mensen. Dit creëerde een behoefte aan de bouw van meer schuilplaatsen. De behoefte aan transport nam ook toe in deze periode, wat leidde tot de uitvinding van het wiel en het zeilen.

Andere historische voorbeelden van civieltechnische constructies zijn:

• De piramides in Egypte (2700-2500 v.Chr.)
• Het Qanat-waterbeheersysteem
• Het Parthenon in het oude Griekenland (447-438 v.Chr.)
• De Via Appia door Romeinse ingenieurs (312 v.Chr.), en
• De Chinese Muur (220 v.Chr.).

Subdisciplines van civiele techniek

De subdisciplines van civiele techniek omvatten:

• Bouwkunde. Het houdt zich bezig met het ontwerp en de analyse van constructies zoals bruggen, gebouwen en kanalen. Het omvat de identificatie van belastingen die op een constructie inwerken en de resulterende krachten en spanningen van de belasting. Na deze analyse ontwerpen ingenieurs vervolgens een constructie die deze belastingen succesvol kan ondersteunen en weerstaan. Deze belastingen omvatten; het eigen gewicht van de constructie, bewegende wielbelasting, aardbevingsbelasting en belasting door temperatuurveranderingen. Bouwkundig ingenieurs moeten constructies ontwerpen die effectief en veilig zijn voor gebruik. Ontwerpoverwegingen voor ingenieurs omvatten; stabiliteit, sterkte en stijfheid.
• Bouwkunde. Het omvat de planning en uitvoering van bouwprojecten. Het gaat om activiteiten zoals het transport van alle bouwmaterialen en de ontwikkeling van de locatie op basis van het ontwerp dat is vastgesteld door andere vormen van civiele techniek, zoals bouwkunde. Enkele taken van bouwkundig ingenieurs zijn: het evalueren van logistieke operaties, het bewaken van de prijzen van benodigdheden en het opstellen en beoordelen van contracten.
• Milieutechniek. Het omvat activiteiten zoals de behandeling van afval (thermisch, biologisch en chemisch afval), zuivering van lucht en water en sanering van verontreinigde locaties. Milieutechnici hebben ook de rol om informatie te verzamelen over de gevolgen van menselijke handelingen voor het milieu.
• Forensische techniek. Dit omvat het onderzoeken van componenten, materialen, producten en structuren om te bepalen of ze werken of functioneren zoals bedoeld. Dit wordt gedaan om schade aan eigendommen of verlies van levens te voorkomen. Hun belangrijkste doel is om de oorzaak van het falen te onderzoeken en te verbeteren.
• Materiaalkunde en -techniek. Het omvat het bestuderen van de fundamentele kenmerken van materialen zoals beton en sterke metalen zoals staal en aluminium. Het helpt ons te begrijpen welke materialen het beste zijn voor verschillende technische werken.
• Transporttechniek. Het gaat om het creëren van een omgeving waarin het voor mensen en goederen gemakkelijk is om zich effectief van de ene naar de andere plek te verplaatsen. Dit gaat om het ontwerpen, bouwen en onderhouden van infrastructuur voor transport, zoals spoorwegsystemen, snelwegen, luchthavens, kanalen en straten.
• Waterbronnentechniek. Het omvat het verzamelen en beheren van water. Het houdt zich ook bezig met het transport en de stroming van vloeistoffen, voornamelijk water, zowel aan het oppervlak als onder het oppervlak.
• Landmeten. Landmeten is het proces van het meten van bepaalde afmetingen op of nabij het aardoppervlak. Landmeters helpen bij het uitzetten van de route voor andere infrastructuren zoals spoorwegen, snelwegen en straten.

Functies van civiele techniek

De functies van civiele techniek worden onderverdeeld in drie categorieën: functies die vóór de bouw worden uitgevoerd, functies die tijdens de bouw worden uitgevoerd en functies die ná de bouw worden uitgevoerd.

1. De functies van civiele techniek die vóór de bouw worden uitgevoerd, omvatten:

• Haalbaarheidsstudies. Dit is een uitgebreide studie van het doel van de bouw en alternatieven voor het project. Haalbaarheidsstudies kunnen bijvoorbeeld bepalen of er een brug of een tunnel moet worden gebouwd. Bij het uitvoeren van deze studie moeten zowel economische als technische problemen in overweging worden genomen.
• Locatieonderzoeken. Dit is vergelijkbaar met haalbaarheidsstudies, maar uitgebreider. Dit omvat de studie van bodemmechanica om de veiligheid van constructies te garanderen.
• Design. Dit is de toepassing van ontwerptheorie uit vakgebieden als thermodynamica, hydrauliek en kernfysica op ontwerpsystemen. Het omvat ook onderzoek naar technologie en structurele analyse van materialen om nieuwe geavanceerde ontwerpen te bedenken.

2. Bouw. Na haalbaarheidsstudies krijgt de ingenieur de taak om te bouwen. Na de pre-constructiestudies en het ontwerp moet de ingenieur materialen kopen en een team samenstellen om de bouw uit te voeren.

3. Onderhoud is een functie van civiele techniek die na de bouw wordt uitgevoerd. Het betreft tijdelijk werk om een ​​constructie in goede staat te houden.

Voordelen van civiele techniek

• Het bevordert transport door de bouw van wegen, spoorwegen, kanalen en bruggen.
• Het bevordert de ontwikkeling van energie door activiteiten te ondersteunen zoals het winnen van steenkool en olie, waterkracht en de opwekking van zonne-energie.
• Het bevordert de volksgezondheid door de afvalverwerking te verbeteren.
• Het bevordert verschillende sectoren van de economie, zoals de landbouw, door de ontwikkeling van irrigatiesystemen.

Laatste ontwikkelingen in de civiele techniek

• Building Information Modeling (BIM): BIM verbetert de samenwerking en visualisatie van projecten, integreert realtime gegevens over materialen, tijdlijnen en kosten, maakt de bouw efficiënter en vermindert fouten.
• Duurzame materialen: het gebruik van milieuvriendelijke materialen zoals zelfherstellend beton, gerecyclede grondstoffen en biobased isolatie neemt toe, met als doel de impact op het milieu te verminderen en de energie-efficiëntie te verbeteren.
• 3D-printen: 3D-betonprinten versnelt de bouw, waardoor nauwkeurige, complexe structuren mogelijk zijn met minimale verspilling en lagere arbeidskosten.
• Slimme infrastructuur: IoT-technologie in infrastructuur (bijvoorbeeld slimme wegen, zelfcontrolerende bruggen) creëert slimmere, responsievere steden die hulpbronnen efficiënt beheren en het stedelijk leven verbeteren.
• Robotica en automatisering: robots worden steeds vaker gebruikt voor taken als metselwerk, materiaalbehandeling en bouwplaatsbewaking, waardoor de productiviteit en veiligheid worden verhoogd en tegelijkertijd het tekort aan arbeidskrachten wordt aangepakt.
• Off-site constructie: Prefabricage en modulaire bouwmethoden worden steeds populairder vanwege hun snelheid, kwaliteitscontrole en verminderde impact op het milieu door het minimaliseren van afval op de bouwplaats.