Nové technológie v stavebnom priemysle neustále napredujú. Jednou z inovácií, ktoré v ňom nachádzajú svoje uplatnenie, je aj robotika a automatizácia. Ide o technológie, ktoré zaručujú flexibilnosť, nové možnosti i úsporu financií. V čom môžu byť robotické inovácie prínosné?
Urbanizačný dopyt vytvára nové výzvy
Postarať sa o masu ľudí, ktorá chce bývať v mestách na celom svete, je gigantickou výzvou a zároveň hnacím motorom zmien v obrovskom stavebnom odvetví, ktoré tvorí 13-14% svetového HDP.
Odhaduje sa, že do roku 2050 bude v mestách žiť až 68% svetovej populácie. Pre predstavu to vychádza približne na 13 tisíc budov, ktoré by sa mali postaviť každý deň, aby sa mohol uspokojiť tento urbanizačný dopyt, pričom netreba zabúdať na nevyhnutnosť udržateľnosti výstavby a aj nedostatok pracovnej sily.
Veľkým motivačným činiteľom tu je pritom dekarbonizácia a zníženie spotreby energie. Stavebníctvo je totiž hlavným spotrebiteľom energie v celom hodnotovom reťazci – nielen v spôsobe výstavby budov, ale aj v ich prevádzke. Na celosvetovej spotrebe energie sa práve budovy podpisujú až 40%.
Nové technológie, materiály, robotika a automatizácia preto v stavebnom priemysle nachádzajú čoraz výraznejšie uplatnenie a od základu menia spôsob uvažovania, konštrukčných návrhov, architektúry a samotnej výstavby.
Aké technologické výzvy sa objavujú v stavebníctve?
Nové technológie v stavebníctve prebiehajú vo viacerých myšlienkových smeroch.
-
Prenos výstavby mimo staveniska
Prvým z nich je prenos čo najväčšej časti výstavby mimo staveniska. Akonáhle sa totiž výstavba prenesie do priestoru chráneného pred zmenami počasia, otvárajú sa možnosti využitia automatizácie, kontroly procesov a podstatného znižovania odpadu.
Výsledkom je prefabrikácia. Nejde však len o prefabrikáciu panelov, ako sme ju kedysi poznali, ale komplet celých dielov, miestností, vrátane podláh, okien, dverí, ktoré sa na stavenisku iba „naskladajú“ na seba a zmontujú.
Také stavebné fabriky nie sú iba konceptom, reálne existujú a aktuálne finišujú výrobu spomenutých „jednotiek“.
-
Využitie automatizácie a robotiky
Ďalšou možnosťou je využitie robotiky a automatizácie priamo na mieste výstavby a jej využitie napr. na nebezpečné práce, ako je vŕtanie výťahovej šachty.
Môže však ísť aj o iné práce, ktoré sa dajú zrealizovať robotmi. Závisí to od toho, o aký typ budovy ide – či sa jedná o novú budovu, alebo rekonštrukciu.
Tretím variantom je možnosť využitia robotizácie niekde na „polceste“. To znamená zriadenie účelovej, mobilnej minifabriky v blízkosti staveniska, v ktorej môžu prebiehať práce ako rezanie dlažby.
Pozornosť si získava aj robotická 3D tlač betónu. Technológia je zaujímavá z viacerých hľadísk. Prináša benefity udržateľnosti, relatívnej rýchlosti, rieši nedostatok pracovnej sily i ekonomiky, keďže sa minimalizuje odpad tým, že sa tlačí iba potrebný betón.
Po robotike v stavebníctve siahajú viaceré svetové projekty
Prefabrikácia a 3D tlač sú technológie robotickej budúcnosti v stavebníctve. V poslednom období mimoriadne rozvinuli svoj potenciál a o ich príklady dnes už nie je núdza.
-
Projekt Zaha Hadid Architects
Do svojich projektov ich implementovali aj architekti štúdia Zaha Hadid Architects. Výsledkom toho je napr. pilotný rezidenčný projekt v Hondurase, pri ktorom sa využívajú princípy integrovaného dizajnu. V rámci neho participujú budúci užívatelia na konfigurovaní svojich domovov, lokálna spoločnosť vnáša do procesu robotizáciu pri práci s drevom z lokálnych zdrojov a skúsenosti s drevom a betónom lokálnej pracovnej sily.
-
Oblúkový most v Benátkach z dielne Zaha Hadid Architects
Výnimočným výsledkom 3D tlače z dielne Zaha Hadid Architects je aj nevystužený oblúkový most, resp. pešia lávka Striatus, ktorá je umiestnená v Benátkach. Tento experimentálny projekt vznikol v spolupráci s Block Research Group na švajčiarskej univerzite ETH Zurich. 16 metrov dlhá, samostatne stojaca lávka, postavená bez kúska malty, pozostáva z 53 dutých blokov, z ktorých každý bol vytlačený z 500 vrstiev tlačeného betónu.
Na udržanie tvaru využíva štúdio kompresiu a gravitáciu. Konštrukčnú inšpiráciu našlo v historických murovaných klenbách gotických katedrál. Pri použití jediného šesťosového robotického ramena trvalo vytlačenie všetkých blokov 84 hodín. Stavba mosta vrátane odlievania základov, montáže a inštalácie trvala 35 dní. Čarovné na tom všetkom je, že tento rýchlo vytlačený most z umelých a dutých betónových „kameňov“ sa dá ľahko rozobrať a znova použiť. Most je inštalovaný v Európskom kultúrnom centre v Benátkach ako príklad moderného výpočtového dizajnu a možností materiálu – nevystuženého betónu. Všetci zainteresovaní však dúfajú, že čoskoro prídu nové materiály ako nízko-uhlíkový betón alebo zemitý betón, s ktorými bude technológia ešte udržateľnejšia.
-
Magic Queen vo Viedni
Ukážkou vývoja nového materiálu pre 3D tlač je experimentálny projekt 3D tlače pôdy s názvom Magic Queen vo Viedni. Na jeho počiatku stála myšlienka nového typu záhrady, v ktorej dochádza k fúzii a koexistencii biologických systémov, rastlín, húb, umelej inteligencie, robotov a ľudí.
Rakúska architektonická firma MAEID ju predviedla na medzinárodnej výstave La Biennale Architettura 2021. Ich expozícia bola príkladom nového biodegradovateľného materiálu pre 3D tlač a zároveň aj ukážkou integrácie robotov a strojov do udržateľných budov a záhrad.
V ich robotickej záhrade je robot tvorcom i tým, kto sa o ňu stará. Je vybavený algoritmami na detekovanie rastu a praskania štruktúry, pozoruje a zalieva špecifické oblasti. Všetok stavebný materiál našli na mieste výstavby, čo dáva materiálu obrovský potenciál. Nie je ho potrebné prevážať a zároveň spolu s digitálnou tlačou poskytuje obrovskú flexibilitu.
-
Spolupráca firmy SKANSKA s ABB
Praktickým príkladom možností aplikácie robotov je aj spolupráca firmy SKANSKA s ABB na výstavbe cestného obchvatu Štokholmu. Z manuálnej montáže kovových konštrukcií, ktoré sa kladú ako výstuha do betónových štruktúr, firma prešla na robotickú montáž.
Ale neostalo iba pri tom. Robot možno využiť na vŕtanie otvorov a dier v stenách, podlahe, strope, na montáž krovov, ukladanie tehál, pokládku dlažby, ale aj razenie tunelov.
Robotika prináša nové výzvy
Ďalšie možnosti sa pred nami postupne otvárajú. Zapojenie robotiky, automatizácie a nakoniec aj umelej inteligencie je výzvou i dôsledkom zároveň – v mene udržateľnosti, efektivity a úsporného narábania s celosvetovo obmedzenými zdrojmi.
