Digitalizacija v gradbeništvu še ni zelo napredovala. Nekateri poskušajo sodobne tehnologije načrtovanja in izdelave razviti v integriran koncept. Pogovor z arhitektom Hansom Drexlerjem o novih orodjih in načinu njihove uporabe.
Digitalizacija gradbene industrije: gradbeni projekt arhitekta Hansa Drexlerja
Frankfurtski arhitekt Hans Drexler in profesor arhitekture iz Stuttgarta Achim Menges sta zasnovala prototip majhne hiše za mednarodno gradbeno razstavo IBA Thuringia. Po eni strani je bil cilj s pomočjo najsodobnejših digitalnih orodij prikazati potencial regionalnega lesa gradbenega materiala. In drugič, popolnoma računalniško podprt potek dela - od zasnove do izvedbe na gradbišču. Skratka: gradbeni projekt je preizkusil možnosti digitalizacije gradbene industrije. Arhitekti so oblikovali različne geometrijske oblike in takoj računalniško simulirali naslednje korake glede na čas gradnje, porabo materiala, izolacijo ali dimenzije stavbe.
Za svoj prototip so se zatekli k klasični ideji brunarice. Vendar so koncept spreminjali. Namesto običajnega vodoravnega zlaganja so lesene tramove razporedili navpično in v prosti obliki. Z uporabo digitalnih orodij lahko lesene komponente združimo zelo natančno in nepredušno. Vrednosti izolacije materiala so bistveno boljše. To je omogočilo izdelavo vašega-Best-Home.net skoraj izključno iz lesa. Tu je les hkrati nosilna konstrukcija, lupina in izolacija. Ta način gradnje je od samega začetka trajnosten - in kasneje olajša recikliranje.
Modelni projekt tudi kaže, da integrirano digitalno načrtovanje in izdelava omogočata tudi nove oblike, ki presegajo pravokotno konstrukcijo, značilno za majhne hiše. Prototip, ki še vedno stoji, ima rahlo zavite stene in strope. To daje hiški nenavaden zamah.
Parametrično načrtovanje in konstrukcijske metode so omogočile, da je Hiša prototipov lesa, ki je bila predstavljena na IBA Thuringia v Apoldi, imela dinamično krivuljo. Digitalna orodja, ki jih uporabljajo arhitekti in gradbena podjetja, vodijo tudi do novih oblik - majhna hiša to zelo dobro pokaže.
Arhitekt Hans Drexler v intervjuju o digitalizaciji gradbene industrije
Z arhitektom Hansom Drexlerjem smo se pogovarjali o možnostih gradnje z digitalnimi orodji in pametnimi gradbišči.
Arhitekturne pisarne s pomočjo računalnikov načrtujejo že več kot 30 let. Toda na korake po tem digitalizacija skorajda ne vpliva. kaj je novega?
Vmesnik med načrtovanjem in proizvodnjo je danes še posebej zanimiv. S tem smo se ukvarjali v našem projektu IBA v Turingiji. Preučili smo, kako lahko tridimenzionalno, inteligentno načrtovanje arhitekturnega biroja uporabimo neposredno kot osnovo za izdelavo. Možni so veliki dobički v učinkovitosti. Na primer pri izmenjavi idej med obrtniki, strokovnjaki za načrtovanje in pisarnami arhitektov. Toda res zanimiv preskok bi bil zmanjšati trenje med zasnovo in gradbiščem.
Kaj vas zanima?
Danes se veliko stvari naredi dvakrat in trikrat v gradbeništvu: najprej arhitekti načrtujemo v pisarni, nato znova začne gradbeni inženir in izdela svoje tridimenzionalno načrtovanje, nekdo drug pa dvodimenzionalno načrtovanje tehnične gradbene opreme, TGA. Nato pridejo izvršilna podjetja, pogosto s svojim načrtovanjem. Med temi posli imamo vedno natančen nadzor kakovosti. To je drago in veliko dela.
Kako bi to lahko poenostavili?
Da bi se to lahko zgodilo, bi bilo treba digitalizacijo v gradbeni industriji potisniti še dlje. Mnogo poslov še vedno deluje zelo ročno. Med izdelavo lupine se eksperimentira tudi z roboti in vsemi vrstami avtomatizacijskih procesov. Toda to v praksi še zdaleč ni pomembno. Digitalizacija v gradbeništvu je danes večinoma omejena na nabavo materiala, logistiko in nadzor kakovosti.
Zakaj gre gradnja tako počasi?
Pri gradnji hiše običajno imate opravka z unikatnimi predmeti. Avtomatizacija in digitalizacija se še posebej splačata, če razmišljate z večjimi serijami. Ko nekaj zgradim na deset tisoče, je racionalno zasnovan potek dela seveda bolj zanimiv, kot če gre za največ nekaj kopij.
Gradnja lesa je korak naprej, kajne?
Da, avtomatizacija je pri gradnji lesa naprednejša. Delež tovarniške izdelave je bistveno večji. V mizarstvu so pogosto računalniško vodene proizvodne linije in roboti. S takšnimi napravami se skoraj ne morete voziti po gradbišču. To bi bilo preveč nagnjeno k napakam. Gradnja lesa ima veliko postopkov, na primer rezanje, ki so primerni za digitalno krmiljenje. Roboti že obstajajo, ki lahko premikajo ali pritrjujejo dele. Avtomatizacija si tu korak za korakom utira pot. V prihodnosti obstaja velik potencial za učinkovite gradbene procese.
Ste zato za material za testno hišo izbrali les?
Podatke za izdelavo smo želeli dobiti neposredno iz 3D-modela v računalniku. Tudi klasičnih načrtov stavbe ni bilo, le model v računalniku. Iz tega smo dobili kontrolne podatke za CNC rezkalni stroj. Da bi lahko delali tako, smo se odločili, da naredimo celotno stavbo iz enega samega materiala. V tem primeru iz lokalnega lesa.
Les mora biti sposoben narediti veliko!
Da, to bi morala biti nosilna konstrukcija, torej bi morala skrbeti za statiko, pa tudi toplotno izolacijo in strukturne spoje. Na primer, nadalje smo razvili tradicionalne tesarske vozle, da jih lahko izdelamo tudi s CNC rezkalnim strojem. Lesene dele položimo na stroj, rezkamo in nato vse sestavim. V bistvu je kot velik lesen sistem Lego - četudi je videti zelo drugače. Vse se zgodi brez vijakov ali lepila.
Spoji, razviti za Tiny House, so računalniško vodeni brušeni. Njihova natančnost omogoča odvajanje lepil ali kovinskih spojev. Utori, ki so v istem postopku brušeni v stenah, tvorijo toplotno izolacijsko zračno blazino. Ta kombinacija materiala in tehnologije postavlja trend: robotska proizvodnja omogoča učinkovito proizvodnjo komponent v velikem številu in nov oblikovalski jezik.
Ali vam les naredi tudi izolacijo?
Da, med izdelavo smo v komponente vtisnili zračne komore. Te komore izboljšajo toplotno prevodnost. Morate si ga predstavljati kot votel blok. Izolacijski učinek izboljšajo zračni vključki. Enako se naredi z lesenimi profili. Tako smo v enem koraku digitalne proizvodnje uspeli doseči veliko funkcionalnosti stavbe. Vodotesno zunanjo lupino smo uporabili samo zunaj. To je v lesu še vedno nekoliko težko.
Kaj pomeni digitalizacija za gradnjo zasebnih hiš?
Pri gradnji montažnih hiš že obstajajo številni delni koraki, ki so bili digitalizirani. Lahko pa gre še veliko dlje. In zaenkrat še ni enotnega sistema, ampak vsak naredi nekaj svojega. Kljub temu: v industriji montažnih hiš se je zaradi nove tehnologije učinkovitost že znatno povečala. In trg že ima od tega opazne koristi.
Trenutno se v gradbeni industriji veliko govori o BIM, informacijskem modeliranju zgradb. Kaj to pomeni za domačega mojstra?
To bo prevladovalo tudi v enodružinskih domovih. Ker je zdaj več dela narediti drugače kot načrtovati stavbo v BIM-u. Vendar tukaj govorim o poenostavljenem BIM-u. To pomeni, da delate z inteligentnim tridimenzionalnim modelom, kjer lahko arhitekti in načrtovalci izvlečejo svoje risbe in mere. Mislim, da vsaj polovica pisarn že deluje na ta način. In kmalu bodo to storili vsi, tudi pri gradnji enodružinskih domov.
Kako dolgo bo minilo, preden bo digitalizacija gradbene industrije napredovala, tako da bodo roboti del vsakdana na gradbiščih?
Mislim, da je 15 do 20 let realno obdobje, ko lahko govorimo o popolnoma avtomatiziranem digitalnem proizvodnem procesu. Ne smemo pozabiti, da vsi standardi, vse smernice, vse metode izračuna in preverjanja za gradnjo temeljijo na tradicionalnih obrtnih tehnikah. Vse je treba prilagoditi. Tudi material bo premišljen. Pred nami je še veliko razvojnega dela. Roboti, ki gradijo hiše, bodo še dolgo znanstvena fantastika.
