2020. január–február: jegyzet, űrtevékenység, közlekedés, portré, atomenergia, tudomány, anyagtudomány, automatizálás, agrárium, okostechnológia, robotika, genomika, hulladékgazdálkodás, zöldkörnyezet, környezetvédelem, mesterséges intelligencia, it, építés

Digitalizálódó építőipar

A digitális forradalom napjainkra elérte az építő­ipart is: a szektor már nemcsak a tervezéshez és a költség­becsléshez alkalmaz digitális megoldásokat, hanem a munkák kivitelezé­sekor is. A szakma irány­tűjének tartott ArchDaily előre­jelzése alapján elsősorban a 3D-s nyomtatásra, az automatizá­lásra és a mester­séges intelligenciára építő technoló­giák térhódítása várható. A jövő építkezései pedig felhő­alapú infra­struktú­rák nélkül elképzel­hetet­lenek lesznek.


Becslések szerint az elkövetkező évtizedben az építészek mintegy 18 milliárd négyzet­méternyi épületet terveznek majd, hogy közel 1,5 milliárd embernek legyen lakása, munkahelye, és tudjon hol szórakozni. Éppen ezért a jövőben még hangsúlyo­sabb szerepet kap az emberek által végzett munka­folyamatok optimalizá­lása. A pénzügyi szektor már radikális átalakuláson ment keresztül néhány év alatt: míg korábban elképzel­hetetlen lett volna az életünk bankfiók és banki ügyintéző nélkül, manapság egyre többen intézik napi pénz­­ügyeiket mobil­telefonon és számító­gépen, így már nem szempont a nyitvatartási idő, és természetesen sorba sem kell állnunk. Hasonlóan komoly változás tapasztalható az építészet területén is; a tervezők már nem össze­göngyölt papíralapú tervekkel érkeznek meg az építkezés helyszínére, hanem digitális kijelzőkön lekövethető modell­rendszerekkel. A fejlődés iránya mind­inkább érzékelhető, és minden jel arra utal, hogy az információs technológia rövid időn belül megszokott lesz az építő­ipari munka különböző fázisaiban is.

BIM – a közös munka

Az építőipar fejlődésére az elmúlt évtizedek­ben a legnagyobb hatással minden kétséget kizáróan az épület­információs modellezés (Building Information Modeling – BIM) megjelenése volt. A BIM az építő­ipari folyamatok és módszer­tanok teljesen új megközelí­tése: megkönnyíti a tervezést és a kivitele­zést, segítségével magasabb minőségű műszaki dokumentáció készíthető, csökkenthetők a tervezési hibák és a lehetséges extra kiadások. A rendszeren belül minden mindennel kapcsolatba kerül, ugyanis az építő­ipari adat­bázis a tervezés első lépésétől a dizájn kialakításán keresztül a kivitelezésen át egészen az üzemelte­tésig mindent lefed, és minden munka­folyamatnál pontosan megmutatja a költségeket is. A BIM a tervdokumentáció elkészítése mellett nagy segítség lehet a mennyiségi és szerkezeti analízisben, a szakági tervek közötti három­dimenziós ütközés­vizsgálat­ban, az üzemel­tetési feladatok hatékony ellátásá­ban. A Magyar BIM Szövetség elnökségi tagja, Szabó László korábban úgy nyilatkozott a rendszerről, hogy még óvatos becslések szerint is a költségek 10-15 százaléka meg­fogható a kivitelezési időszakban. A modellezés használatával ugyanis ki­küszöböl­hetők az olyan improvizációk, amikor például át kell fúrni egy vasbeton födémet, vagy vissza kell bontani valamit.

A mozaikszó első betűje az angol Building kifejezést takarja, ám ebben az esetben az „épület” nem egyetlen konkrét épületet jelent. A BIM-et ugyanis jóval összetettebb munka­folyamatok megvalósítá­sára használják, mint egy szimpla lakóház és annak gépészeti rendszere megtervezésére. Ennek megfelelően a volumen­határ is máshol van: a nagy építő­ipari cégeknek is az egymilliárd forintos összköltségű beruházásoknál éri meg, hogy a BIM-et használják. Egyes értelmezés szerint a mozaikszó első betűjét inkább a Build, azaz „építeni” szóként kell értelmezni, mert alap­vetően egy olyan komplex folyamatot jelöl, melyben az építészet különböző szakemberei már a tervezési fázisban bele­láthatnak egymás munkájába, ami jóval hatékonyabb közös munkára ad lehetőséget. Az Information szó mutatja a rendszer „okos” voltát, hiszen minden egyes ilyen típusú beruházás nehezen kezelhető adat­mennyiséggel jár, az épület­információs modellezés azonban az információk rendszerezésére és nyomon követésére is alkalmas. Az M, azaz a Modeling pedig azt jelenti, hogy első körben virtuális térben készül el a teljes munka, melynek legnagyobb előnye, hogy már a tervezés fázisában számos hiba kiderül, és azok kijavításával időt, pénzt lehet megtakarítani, sőt kevesebb hulladék keletkezik. A betűszó M-je az utóbbi időben mást jelent, ma már inkább a Management szót értik rajta, vagyis a BIM olyan folyamatra utal, ahol a modellezésen és a modell­elemek attribútumok­kal való feltöltésén túl a rendszer használata az élet­ciklus összes fázisán átível.

Az épület­információs modellezés rendszere immár széles körben elterjedt: Japánban, Nagy-Britanniában, Spanyol­országban, Szingapúrban már a BIM jogszabályi hátterét is kidolgozták; használatát több európai országban az állami infrastruktúra-beruházások esetében kötelezővé tették, Németország pedig 2020-tól csatlakozik az élen­járókhoz. Itthon egyelőre nem fenyegeti veszély az állami beruházások kivitelezőit; a BIM-szemlélet elterjedésének azonban alap­vetően nem a cégek vagy maga a piac az akadálya, hanem a humán­erőforrás képzetlen­sége. Ennek egyik oka a magyar nyelvű háttér­anyagok hiánya, hiszen csak 2018 tavaszán jelent meg a mintegy 80 fogalmat és 25 felhasználási lehetőséget össze­gyűjtő nyilvános, nemzetközi viszonylatban is hiánypótló BIM-kézikönyv első kötete. Ezzel párhuzamosan a hazai felső­oktatás is lépett egyet: a Magyar Mérnöki Kamara tavaly ősszel indította BIM mester­iskoláját, a Buda­pesti Műszaki és Gazdaság­tudományi Egyetem Építő­mérnöki Karán pedig 2020 februárjától jelennek majd meg az építőipar digitális újításainak megismeré­séhez szükséges tantárgyak. A BIM egyetemi szintű képzésére első­sorban azért van szükség, mert ez a modell­rendszer egyszerre követeli meg a felhasználó­tól az építész­mérnöki vagy az építőmérnöki tudást, az informatikai ismereteket, továbbá az angol szaknyelv ismeretét.

Az épületinformációs modellezés, a BIM, melyben az építészet különböző szakemberei már a tervezési fázisban beleláthatnak egymás munkáiba, és ez jóval hatékonyabb közös munkára ad lehetőséget. Az „okos” rendszer az információk rendszerezésére és nyomon követésére is alkalmas. Első körben virtuális térben készül el a teljes munka, így már a tervezés fázisában számos hiba érzékelhető. A hibák kiküszöbölésével pedig időt, pénzt lehet megtakarítani, és a hulladék mennyisége is csökken.

A világon elsőként a Graphisoft – egy magyarországi központú multi­nacionális szoftver­fejlesztő cég – fejlesztette ki a BIM-­tech­nológiát lehetővé tevő építészeti tervező­szoftvert, az Archi­cadet. A magyar fejlesztésű termék gyorsan és rugalmasan kezeli a különböző tervezési munka­folyamatokat, biztosítva az adatok és az információk felhő­alapú tárolását és inter­aktív megosztását akár különböző országok vagy föld­részek munka­állomásai között. A program díjat nyert a többi között a müncheni, majd a hannoveri világ­kiállításon, illetve ezen keresztül tervezték meg a Paksi Atom­erőmű bonyolult cső- és vezeték­hálózatát. A szoftver segítségével valósult meg hazánkban számos sportfejlesztés, köztük a Dagály uszoda, a Groupama Aréna, valamint a Puskás Ferenc Stadion építészeti-tervezési és kivitelezési folyamatai. A termék nem csak itthon ért el komoly sikereket: a világ több mint száz országában használják, és megannyi felső­oktatási intézményben oktatják. Az Archicad alapján tanulják néhány éve az épület­információs modellezést például Spanyol­országban a Navarrai Egyetem építész­hallgatói is. Építő­ipari célszoftverekkel össze­kapcsolódva az évenként megújuló Archicad nemcsak az építészek, hanem az egész építő­ipar számára nyújt korszerű tervezési megoldást.

Applikációs segítségek

A bostoni és londoni képviselettel, valamint rend­kívül komoly nemzet­közi építőipari referenciával rendelkező miskolci vállalkozás, a Mobilengine applikációi egyebek között a raktározásban, az anyag­szállításban és a minőség-ellenőrzésben nyújtanak segítséget. Az építés­vezetők munkáját hivatott meg­könnyíteni a Minőség app, melynek használatával akár négy órával lerövidülhet egy bejárás. Az applikáció ugyanis a helyszínen talált hibákat mindjárt rögzíti és megjeleníti a tervrajzon, és a pontos leírást is odaírhatják hozzá megjegyzésként. A rendszer ráadásul azonnal e-mailben értesíti az adott alvállalko­zót, aki már másnap nekikezdhet a hiba kijavításának. Az úgynevezett Raktár app az építkezé­se­ken használt értékes eszközöket követi nyomon. Amennyiben több telephelyen pár­huzamo­san folyik a munka, nehéz követni, melyik gépet melyik hely­színen használják, és meddig, azonban a digitális rendszer a munka­­eszközök kiadását és vissza­vételét egyaránt kezeli, így a dolog tervez­hetővé válik. Az Anyag­szállítás app csökkenti az anyag­hiány miatti leállásokat: a termék nem csupán a megrendelt és átvett anyagok mennyisé­gének követését és kontrollját teszi lehetővé, de digitalizálja a szállító­leveleket is. A valós idejű anyag­felhasználás­sal a túlzott fogyasztás, azaz a lopás vagy a pazarlás is könnyen kiszűrhető.

A raktározás, az anyagszállítás és a minőség-ellenőrzés területén ma már applikációk nyújtanak segítséget. Például a helyszínen talált és rögzített hibák megjelenítése a tervrajzon; az építkezéseken használt értékes eszközök nyomon követése, azok kiadásának és visszavételének kezelése. A valós idejű anyagfelhasználás kö­ve­té­sé­vel pedig a túlzott fogyasztás, a lopás vagy a pazarlás könnyebb kiszűrése.

A készlet­gazdálkodás, ezen belül a beton­megrendelé­sekre szakosodott a Doka cég Smart Pouring alkalmazása, amely­ben a művezetők megadhatják a betonra vonatkozó alap­vető követelmé­nyeket (a nyomó­szilárd­ságot, a kitettségi osztályt, a szállítás helyét stb.), és azonnal le is adhatják a rendelést. A zsaluzási technológiák fejleszté­sében világ­elsőnek számító cég termékével a beszállító megkapja a rendelést, ellenőrzi, majd rendelés-visszaigazolást küld róla. A szállítás megkezdése előtt a sofőr szintén megkapja a szükséges információkat, beleértve a kirakodás helyét. Amikor a sofőr megérkezik a szállít­mánnyal a kirakodási helyre, a csapat értesítést kap, és készen áll a rendelés átvételére. A Doka Remote Instructor szolgáltatása az építkezés támogatá­sát segíti egy virtuális szakértő­vel. Használata elsősor­ban akkor megkerül­hetetlen, mikor egy előre nem várt hiba lép fel az építkezésen, ám a helyszínen nincs képzett munkaerő a feladat megoldására. A szoftver bármely erre alkalmas eszköz segítségével – például kép­ernyőjé­nek vagy kamerá­jának megosztá­sával – video­kapcsolatot létesít egy szak­értővel, aki így virtuális helyszíni támogatást tud nyújtani.

Helyzetben a gépi tanulás

A mesterséges intelligencia elsősorban a tervezés fázisában könnyítheti meg az építő­iparban dolgozók munkáját. A generatív tervezés egy forma­kereső folyamat, amely abban segít, hogy minél hatékonyabban találják meg az adott épületnek a használók igényei szerinti tökéletes kialakítását. A munka során a rendszer figyelembe veszi a többi között a szomszéd­sági viszonyokat, a munka­helyi preferenciákat, az irodán belül a közlekedési ösvényeket, a termelékeny­séget, valamint a természetes és a mester­séges fényviszo­nyok arányát is. A para­métereket végül egy olyan számító­gépes rendszerbe táplálják be, amely – a fizikai helyszín követelmé­nyeivel együtt kezelve az adatokat – több tervet is készít az igények alapján, az építészek pedig választhatnak, melyiket valósítják meg. A mesterséges intelligencián alapuló megoldások teljesítmé­nye akkor ideális igazán, ha az adat­források össze­kapcsolhatók egymással. A BIM360 platform a különböző építő­ipari vállalatoknak teszi lehetővé, hogy az összes adatot egy olyan platformon kezeljék, amely egy közös analitikus réteg képességei­vel rendelkezik, emellett pedig külső alkalmazások – Smartvid.io, Triax Technologies vagy SmartBid – integrálására is lehetőség van.

Az építkezéseken rengeteg fotó és video­felvétel készül, és mind gyakrabban használnak dróno­kat is, melyekkel az építkezés állapotát, haladását lehet figyelem­mel kísérni. A virtuális valóságot kivetítő intelligens sisakok pedig a helyszíni bejárások­kor könnyít­hetik meg a kivitelezők munkáját. A látvány­tervezésben élenjáró Chaos Group V-Ray Next for 3ds Max programban több olyan megoldás is van, amelyek a mestersé­ges intelligenciá­nak a gépi tanulási folyamatait használják arra, hogy szüntelenül javítsák és egyre jobban megértsék a tervezés során felépített modellek, anyagok és fény­beállítások hatékonyságát. Ezeket felhasználva aztán nagy­mértékben javíthatják a létre­hozandó képek, animációk minőségét, és ráadásul drasztikusan csökkent­hető a látvány­tervek elkészítésének ideje.

Nyomtatva könnyebb

Óriási hidak és felhőkarcolók építéséhez ugyan még mindig lassú és drága a nyomtatás, ám lakóházak esetében már komoly eredményeket tud felmutatni ez a technológia. Tavaly nyáron készültek el Eindhoven­ben a világ első olyan lakóházai, amelyek felhúzá­sához háromdimenziós nyomtatót használtak. Az új technológia a Hollandiá­ban egyre nagyobb méreteket öltő kőműves­hiányra nyújt alternatívát. Az építkezés­hez használt 3D-s nyomtató gyakorlatilag egy hatalmas robot­kar, melynek a végén található fecskendő­ből lövellik ki a különleges, tejszínhab­hoz hasonló állagú cementet. Az anyagot az építész szándékai alapján formázzák, egyik réteget a másikra húzva. A házaknak csak a külső és a belső falai készültek a nyomtató­val, az új technológia azonban okos­házzá is varázsolja az ingatlant, miután azt is lehetővé teszi, hogy a falakba közvetle­nül beépítsék a világítás, a fűtés és a biztonsági berendezés működtetésé­hez szükséges vezeték nélküli érzékelőket.

A 3D-s nyomtatás óriási hidak és felhőkarcolók építéséhez még lassú és drága, lakóházak esetében azonban már létező technológia. Az építkezéshez használt nyomtató gyakorlatilag egy hatalmas robotkar, melynek a végén található fecskendőből lövellik ki a különleges, tejszínhabhoz hasonló állagú cementet. Az anyagot az építész szándékai alapján formázzák, egyik réteget a másikra húzva.

Kisebb gyalogos­hidaknál az építés folyamata eltér a hagyományostól: először is a gyorsan kötő híg betont egy darura töltik ki, majd egy számító­gép által vezérelt, sínen futó, emelő­karra rögzített szórófejen keresztül adagolják az anyagot rétegről rétegre. A londoni Brunel Egyetem kutatása szerint a 3D nyomtató 30 százalékkal kevesebb anyaggal és komoly munkaerő­igény nélkül képes dolgozni.

Az előrejelzések szerint az elkövetkező évtizedben az épületek elemei a robot­technika növekvő bevonásával mind gyakrabban fedett csarnokok­ban és üzemekben, megfelelő munka­körülmények között készülnek el, majd utána a helyszínen kerül sor az össze­szerelésre. A digitális technológiák eredménye­képpen az építő­ipari tevékenység minden egyes apró részlete mérhetővé válik, és az eredmények felhasználásával egyre termelékenyebb, egyre hatékonyabb lesz az építő­ipar, ami az épületek minőségében is megnyilvánul.•

 
Innotéka