Digitalizácia v stavebníctve ešte nie je veľmi pokročilá. Niektorí sa snažia rozvinúť moderné plánovacie a výrobné technológie do integrovaného konceptu. Rozhovor s architektom Hansom Drexlerom o nových nástrojoch a o tom, ako ich používať.
Digitalizácia stavebníctva: stavebný projekt architekta Hansa Drexlera
Frankfurtský architekt Hans Drexler spolu s profesorom architektúry Stuttgart Achimom Mengesom navrhli prototyp malého domčeka pre medzinárodnú výstavu budov IBA Thuringia. Na jednej strane bolo cieľom demonštrovať potenciál regionálneho stavebného materiálu drevo pomocou najmodernejších digitálnych nástrojov. A po druhé, plne počítačovo podporovaný pracovný tok - od návrhu po prevedenie na stavbe. Stručne povedané: stavebný projekt testoval možnosti digitalizácie stavebného priemyslu. Architekti navrhli rôzne geometrické tvary a na počítači okamžite nasimulovali ďalšie kroky s ohľadom na čas výstavby, spotrebu materiálu, izoláciu či rozmery budovy.
Pri svojom prototype sa uchýlili ku klasickej myšlienke zrubu. Koncepciu však obmenili. Namiesto obvyklého vodorovného stohovania usporiadali drevené trámy zvislo a vo voľnej forme. Pomocou digitálnych nástrojov je možné drevené komponenty spojiť veľmi presne a vzduchotesne. Izolačné hodnoty materiálu sú podstatne lepšie. To umožnilo vyrábať doménu Your-Best-Home.net takmer výlučne z dreva. Tu je drevo súčasne nosnou konštrukciou, škrupinou a izoláciou. Táto konštrukčná metóda je udržateľná od začiatku - a uľahčuje recykláciu neskôr.
Modelový projekt tiež ukazuje, že integrované digitálne plánovanie a výroba tiež umožňujú nové tvary, ktoré presahujú obdĺžnikovú konštrukciu typickú pre malé domčeky. Prototyp, ktorý stále stojí, má steny a stropy mierne skrútené. To dáva malému domčeku neobvyklý švih.
Metódy parametrického návrhu a konštrukcie umožnili drevenému prototypovému domu, ktorý bol predstavený na výstavisku IBA Thuringia v Apolde, vytvoriť dynamickú krivku. Digitálne nástroje, ktoré používajú architekti a stavebné firmy, tiež vedú k novým tvarom - malý domček to ukazuje veľmi dobre.
Architekt Hans Drexler v rozhovore o digitalizácii stavebného priemyslu
Hovorili sme s architektom Hansom Drexlerom o možnostiach stavania s digitálnymi nástrojmi a inteligentnými stavbami.
Architektonické kancelárie plánovali pomocou počítačov už viac ako 30 rokov. Kroky potom však digitalizácia ťažko ovplyvní. čo je nové?
Rozhranie medzi plánovaním a výrobou je dnes obzvlášť zaujímavé. Týmto sme sa zaoberali v našom projekte IBA v Durínsku. Skúmali sme, ako možno trojrozmerné a inteligentné plánovanie od architektonickej kancelárie priamo použiť ako základ pre výrobu. Je možné dosiahnuť veľké zvýšenie efektívnosti. Napríklad pri výmene nápadov medzi remeselníkmi, špecialistami a kanceláriami architektov. Skutočne zaujímavým skokom by však bolo znížiť trenie medzi dizajnom a staveniskom.
O čo sa zaujímaš?
Dnes sa veľa vecí v stavebníctve robí dvakrát a trikrát: najskôr plánujeme my architekti v kancelárii, potom začne znova statik a robí svoje vlastné trojrozmerné plánovanie a niekto iný robí dvojrozmerné plánovanie technického vybavenia budov, TGA. Potom prídu vykonávajúce spoločnosti, často s vlastným plánovaním. Medzi týmito obchodmi potom máme vždy komplexnú kontrolu kvality. Je to drahé a veľa práce.
Ako by sa to dalo zjednodušiť?
Aby sa tak stalo, je potrebné výrazne ďalej pohnúť k digitalizácii v stavebníctve. Mnoho odborov stále funguje veľmi manuálne. Pri konštrukcii plášťa sa experimentuje aj s robotmi a so všetkými druhmi automatizačných procesov. To však v praxi zďaleka nie je relevantné. Digitalizácia v stavebníctve sa dnes väčšinou obmedzuje na obstaranie materiálu, logistiku a kontrolu kvality.
Prečo stavba ide tak pomaly?
Pri stavbe domu sa zvyčajne zaoberáte jedinečnými predmetmi. Automatizácia a digitalizácia sú obzvlášť užitočné, ak uvažujete o väčších sériách. Keď niečo postavím desaťtisíce, racionálne navrhnutý pracovný tok je samozrejme zaujímavejší, ako keď ide o maximálne pár kópií.
Drevená konštrukcia je o krok ďalej, však?
Áno, v drevostavbe je automatizácia pokročilejšia. Podiel prefabrikátov v továrni je podstatne vyšší. V stolárstve sú často výrobné linky a roboty riadené počítačom. S takýmito zariadeniami by ste sa na stavbe ťažko pohybovali. To by bolo príliš náchylné na chyby. Drevená konštrukcia má veľa procesov, napríklad rezanie, ktoré sú vhodné na digitálne riadenie. Už existujú roboty, ktoré môžu pohybovať alebo pripevňovať diely. Automatizácia si tu razí cestu. V budúcnosti existuje veľký potenciál pre efektívne stavebné procesy.
Preto ste si vybrali ako materiál pre váš testovací dom drevo?
Údaje pre výrobu sme chceli získať priamo z 3-D modelu v počítači. Neexistovali ani klasické plány budovy, iba model v počítači. Z toho sme dostali riadiace údaje pre CNC frézku. Aby sme mohli takto pracovať, rozhodli sme sa celú budovu vyrobiť z jedného materiálu. V tomto prípade z miestneho dreva.
Drevo musí dokázať veľa!
Áno, mala by to byť nosná konštrukcia, to znamená, že by sa mala starať o statiku, ale aj o tepelnú izoláciu a škáry konštrukcií. Napríklad sme ďalej vyvinuli tradičné tesárske uzly, aby sa dali vyrábať aj pomocou CNC frézky. Drevené časti sa položia na stroj, vyfrézujú a potom všetko poskladám. Je to v podstate ako veľký drevený systém Lego - aj keď vyzerá veľmi odlišne. Všetko sa deje bez skrutiek alebo lepidla.
Spoje vyvinuté pre domček Tiny House sú frézované počítačom. Ich presnosť umožňuje upustiť od lepidiel alebo spojov vyrobených z kovu. Drážky vyfrézované v stenách pri rovnakej operácii tvoria tepelnoizolačný vzduchový vankúš. Táto kombinácia materiálu a technológie určuje trendy: Robotická výroba umožňuje efektívnu výrobu komponentov vo veľkom počte a nový dizajnový jazyk.
Robí vám drevo aj izoláciu?
Áno, počas výroby sme do komponentov vyfrézovali vzduchové komory. Tieto komory zlepšujú tepelnú vodivosť. Musíte si to predstaviť ako dutý blok. Izolačný efekt zlepšujú vzduchové inklúzie. To isté sa robí s drevenými profilmi. Takže sa nám podarilo dosiahnuť veľa funkčnosti budovy v jednom digitálnom produkčnom kroku. Vodonosný vonkajší plášť sme aplikovali iba externe. V dreve je to stále trochu ťažké.
Čo znamená digitalizácia pre stavbu súkromného domu?
V konštrukcii montovaného domu existuje už množstvo digitalizovaných čiastkových krokov. Mohlo by to však ísť oveľa ďalej. A zatiaľ neexistuje jednotný systém, ale každý si robí niečo svoje. Napriek tomu: V priemysle montovaných domov už vďaka novej technológii došlo k výraznému zvýšeniu efektívnosti. A trh z toho už teraz zjavne profituje.
V súčasnosti sa v stavebníctve veľa hovorí o BIM, Building Information Modeling. Čo to znamená pre domáceho majstra?
To bude platiť aj pre rodinné domy. Pretože teraz je viac práce robiť to inak, ako plánovať budovu v BIM. Tu však hovorím o zjednodušenom BIM. To znamená, že pracujete s inteligentným trojrozmerným modelom, kde môžu architekti a projektanti vytiahnuť svoje výkresy a rozmery. Myslím si, že minimálne polovica kancelárií už takto funguje. A čoskoro to urobí každý, a to aj pri výstavbe rodinných domov.
Aký dlhý bude čas, kým digitalizácia stavebného priemyslu pokročí k bodu, keď sú roboty súčasťou každodenného života na stavbách?
Myslím si, že 15 až 20 rokov je realistické časové obdobie, kým sa dá hovoriť o plne automatizovanom procese digitálnej výroby. Nesmieme zabudnúť, že všetky normy, všetky smernice, všetky výpočtové a overovacie metódy pre stavbu sú založené na tradičných remeselných technikách. Všetko sa musí upraviť. Materiál sa tiež prehodnotí. Je ešte potrebné vykonať veľa vývojových prác. Roboty, ktoré stavajú domy, budú dlho sci-fi.
