Digitalisering i byggebransjen er foreløpig ikke veldig avansert. Noen prøver å utvikle moderne planlegging og produksjonsteknologi til et integrert konsept. En samtale med arkitekten Hans Drexler om nye verktøy og hvordan de kan brukes.
Digitalisering av byggebransjen: byggeprosjektet av arkitekt Hans Drexler
Frankfurt-arkitekten Hans Drexler tegnet sammen med Stuttgart-arkitekturprofessoren Achim Menges prototypen til et lite hus for den internasjonale bygningsutstillingen IBA Thuringia. På den ene siden handlet det om å demonstrere potensialet i det regionale byggematerialet tre ved hjelp av moderne digitale verktøy. Og for det andre en fullstendig datamaskinstøttet arbeidsflyt - fra design til utførelse på byggeplassen. Kort sagt: byggeprosjektet testet muligheter for digitalisering av byggenæringen. Arkitektene designet forskjellige geometriske former og simulerte umiddelbart de neste trinnene på datamaskinen med hensyn til byggetid, materialforbruk, isolasjon eller dimensjonene til bygningen.
For sin prototype, brukte de den klassiske ideen om tømmerhuset. Imidlertid varierte de konseptet. I stedet for den vanlige horisontale stablingen ordnet de trebjelkene vertikalt og i fri form. Ved å bruke digitale verktøy kan trekomponentene settes sammen veldig presist og lufttett. Isolasjonsverdiene til materialet er betydelig bedre. Dette gjorde det mulig å produsere Your-Best-Home.net nesten utelukkende av tre. Her er treet samtidig bærende struktur, skall og isolasjon. Denne konstruksjonsmetoden er bærekraftig fra starten - og gjør resirkulering lettere senere.
Modellprosjektet viser også at integrert digital planlegging og produksjon også muliggjør nye former, utover den rektangulære konstruksjonen som er typisk for små hus. Prototypen, som fremdeles står, har vegger og tak litt vridd. Dette gir det lille huset en uvanlig sving.
Den parametriske utformingen og konstruksjonsmetodene gjorde at Timber Prototype House, som ble presentert på IBA Thuringia i Apolda, fikk en dynamisk kurve. De digitale verktøyene som brukes av arkitekter og byggefirmaer, fører også til nye former - det lille huset viser det veldig bra.
Arkitekt Hans Drexler i et intervju om digitaliseringen av byggebransjen
Vi snakket med arkitekten Hans Drexler om mulighetene for å bygge med digitale verktøy og smarte byggeplasser.
Arkitektfirmaer har brukt datamaskiner til å planlegge i mer enn 30 år. Men trinnene etterpå påvirkes knapt av digitalisering. hva er nytt?
Grensesnittet mellom planlegging og produksjon er spesielt interessant i dag. Vi taklet dette i vårt IBA-prosjekt i Thüringen. Vi undersøkte hvordan den tredimensjonale, intelligente planleggingen fra arkitektkontoret kan brukes direkte som produksjonsgrunnlag. Store gevinster i effektivitet er mulig. For eksempel når man utveksler ideer mellom håndverkere, spesialplanleggere og arkitektskontorer. Men det virkelig interessante spranget ville være å redusere friksjonstapene mellom design og byggeplass.
Hva er du interessert i?
I dag gjøres mange ting to ganger og tredelt i konstruksjonen: Først planlegger vi arkitekter på kontoret, så starter konstruksjonsingeniøren igjen og gjør sin egen tredimensjonale planlegging, og noen andre gjør todimensjonal planlegging av det tekniske bygningsutstyret, TGA. Så kommer de utførende selskapene, ofte med sin egen planlegging. Mellom disse fagene har vi alltid en kompleks kvalitetskontroll. Det er dyrt og mye arbeid.
Hvordan kunne det strømlinjeformes?
For at dette skal skje, må digitaliseringen i byggebransjen kjøres betydelig lenger. Mange handler fortsatt veldig manuelt. Under skallkonstruksjonen eksperimenteres det også med roboter og alle slags automatiseringsprosesser. Men det er langt fra å være relevant i praksis. I dag er digitalisering i konstruksjon for det meste begrenset til materialinnkjøp, logistikk og kvalitetskontroll.
Hvorfor går byggingen så sakte?
Når du bygger et hus, har du vanligvis å gjøre med unike gjenstander. Automatisering og digitalisering er spesielt verdt hvis du tenker på større serier. Når jeg bygger titusenvis av noe, er en rasjonelt designet arbeidsflyt selvfølgelig mer interessant enn når det gjelder maksimalt noen få eksemplarer.
Tømmerkonstruksjon er et skritt videre, ikke sant?
Ja, automatisering er mer avansert innen tømmerkonstruksjon. Andelen prefabrikasjon i fabrikken er betydelig høyere. I tømrerbutikkene er det ofte datastyrte produksjonslinjer og roboter. Du kunne knapt kjøre rundt på byggeplassen med slike enheter. Det ville være for feilutsatt. Tømmerkonstruksjon har mange prosesser, som skjæring, som er egnet for digital kontroll. Det eksisterer allerede roboter som kan flytte eller feste deler. Automatisering er på vei hit trinn for trinn. Det er stort potensiale for effektive byggeprosesser i fremtiden.
Er det derfor du valgte treverk som materiale til testhuset ditt?
Vi ønsket å få dataene for produksjon direkte fra en 3D-modell i datamaskinen. Det var ingen klassiske planer for bygningen heller, bare modellen i datamaskinen. Fra dette fikk vi kontrolldataene for CNC-fresemaskinen. For å kunne jobbe som dette bestemte vi oss for å lage hele bygningen av et enkelt materiale. I dette tilfellet fra lokalt treverk.
Treet må kunne mye!
Ja, det skal være en bærende konstruksjon, det vil si at den skal ta vare på statikken, men også varmeisolasjonen og de strukturelle skjøtene. For eksempel har vi videreutviklet tradisjonelle snekkerknuter slik at de også kan produseres med en CNC-fresemaskin. Tredelene legges på maskinen, freses og så setter jeg alt sammen. Det er i utgangspunktet som et stort Lego-system i tre - selv om det ser veldig annerledes ut. Alt skjer uten skruer eller lim.
Leddene som er utviklet for det lille huset, er datamaskinstyrt. Presisjonen deres gjør det mulig å dispensere med lim eller koblinger av metall. Sporene som er malt i veggene i samme operasjon, danner en varmeisolerende luftpute. Denne kombinasjonen av materiale og teknologi er trendsettende: Robotproduksjon muliggjør effektiv produksjon av komponenter i stort antall og et nytt designspråk.
Gjør treverket også isolasjonen for deg?
Ja, vi malte luftkamre i komponentene under produksjonen. Disse kamrene forbedrer varmeledningsevnen. Du må forestille deg det som en hul blokk. Isolasjonseffekten forbedres av luftinneslutningene. Det samme gjøres med treprofilene. Så vi klarte å oppnå mye funksjonalitet for bygningen i ett enkelt digitalt produksjonstrinn. Vi påførte bare det vannbærende ytre skallet eksternt. Dette er fortsatt litt vanskelig i tre.
Hva betyr digitalisering for privat husbygging?
I prefabrikkerte husbygging er det allerede mange deltrinn som er digitalisert. Men det kan gå mye lenger. Og så langt er det ikke noe enhetlig system, men alle gjør litt av sine egne. Likevel: I den prefabrikkerte husindustrien har det allerede vært betydelige effektivitetsøkninger på grunn av den nye teknologien. Og markedet drar allerede godt av dette.
Det er for tiden mye snakk i byggebransjen om BIM, Building Information Modelling. Hva betyr dette for husbyggeren?
Dette vil også gjelde for eneboliger. Fordi det nå er mer arbeid å gjøre det annerledes enn å planlegge en bygning i BIM. Imidlertid snakker jeg om en forenklet BIM her. Det betyr at du jobber med en intelligent, tredimensjonal modell, der arkitekter og planleggere kan trekke ut tegningene og dimensjonene. Jeg tror at minst halvparten av kontorene allerede fungerer på denne måten. Og snart vil alle gjøre det, også i eneboliger.
Hvor lang tid vil det gå før digitaliseringen av byggenæringen har kommet til det punktet hvor roboter er en del av hverdagen på byggeplasser?
Jeg tror 15 til 20 år er en realistisk periode til man kan snakke om en helautomatisk digital produksjonsprosess. Man må ikke glemme at alle standarder, alle retningslinjer, alle beregnings- og verifikasjonsmetoder for bygging er basert på tradisjonelle håndverksteknikker. Alt må justeres. Materiell vil også bli omtenkt. Det er fortsatt mye utviklingsarbeid som skal gjøres. Roboter som bygger hus vil være science fiction i lang tid.
