Digitaliseringen i byggebranchen er endnu ikke særlig avanceret. Nogle forsøger at udvikle moderne planlægnings- og produktionsteknologier til et integreret koncept. En samtale med arkitekten Hans Drexler om nye værktøjer og hvordan man bruger dem.
Digitalisering af byggebranchen: byggeprojektet af arkitekt Hans Drexler
Frankfurt-arkitekten Hans Drexler designede sammen med Stuttgart-arkitekturprofessoren Achim Menges prototypen på et lille hus til den internationale bygningsudstilling IBA Thüringen. På den ene side var målet at demonstrere potentialet i det regionale byggematerialetræ ved hjælp af de mest moderne digitale værktøjer. Og for det andet en fuldt computerunderstøttet arbejdsgang - fra design til udførelse på byggepladsen. Kort sagt: byggeprojektet testede mulighederne for digitalisering af byggebranchen. Arkitekterne designede forskellige geometriske former og simulerede straks de næste trin på computeren med hensyn til byggetid, materialeforbrug, isolering eller bygningens dimensioner.
For deres prototype anvendte de den klassiske idé om bjælkehuset. De varierede dog konceptet. I stedet for den sædvanlige vandrette stabling arrangerede de træbjælkerne lodret og i fri form. Ved hjælp af digitale værktøjer kan trækomponenterne forbindes meget præcist og lufttæt. Materialets isolationsværdier er betydeligt bedre. Dette gjorde det muligt at fremstille Your-Best-Home.net næsten udelukkende af træ. Her er træet på samme tid bærende struktur, skal og isolering. Denne konstruktionsmetode er bæredygtig fra starten - og gør genbrug lettere senere.
Modelprojektet viser også, at integreret digital planlægning og produktion også muliggør nye former ud over den rektangulære konstruktion, der er typisk for små huse. Prototypen, som stadig står, har vægge og lofter let snoet. Dette giver det lille hus et usædvanligt sving.
Det parametriske design og konstruktionsmetoder gjorde det muligt for Timber Prototype House, som blev præsenteret på IBA Thüringen i Apolda, at skabe en dynamisk kurve. De digitale værktøjer, der bruges af arkitekter og byggefirmaer, fører også til nye former - det lille hus viser det meget godt.
Arkitekt Hans Drexler i et interview om digitaliseringen af byggebranchen
Vi talte med arkitekten Hans Drexler om mulighederne for at bygge med digitale værktøjer og smarte byggepladser.
Arkitektkontorer har planlagt ved hjælp af computere i mere end 30 år. Men trinene bagefter påvirkes næppe af digitalisering. hvad er nyt?
Grænsefladen mellem planlægning og produktion er særlig interessant i dag. Vi behandlede dette i vores IBA-projekt i Thüringen. Vi undersøgte, hvordan den tredimensionale, intelligente planlægning fra arkitektkontoret kan bruges direkte som produktionsgrundlag. Store gevinster i effektivitet er mulige. For eksempel når man udveksler ideer mellem håndværkere, specialplanlæggere og arkitektskontorer. Men det virkelig interessante spring ville være at reducere friktionen mellem design og byggeplads.
Hvad er du interesseret i?
I dag gøres mange ting to gange og tredelt i konstruktionen: Først planlægger vi arkitekter på kontoret, så starter bygningsingeniøren igen og laver sin egen tredimensionelle planlægning, og en anden laver todimensional planlægning af det tekniske bygningsudstyr, TGA. Så kommer de udførende virksomheder ofte med deres egen planlægning. Mellem disse handler har vi altid en kompleks kvalitetskontrol. Det er dyrt og meget arbejde.
Hvordan kunne det strømlines?
For at dette kan ske, skal digitaliseringen i byggebranchen køres væsentligt længere. Mange handler fungerer stadig meget manuelt. I skalkonstruktionen eksperimenteres også robotter og alle mulige automatiseringsprocesser. Men det er langt fra relevant i praksis. I dag er digitalisering i byggeri for det meste begrænset til indkøb af materialer, logistik og kvalitetskontrol.
Hvorfor går byggeriet så langsomt?
Når du bygger et hus, har du normalt at gøre med unikke genstande. Men automatisering og digitalisering er især umagen værd, hvis man tænker i form af større serier. Når jeg bygger titusinder af noget, er en rationelt designet workflow naturligvis mere interessant end når det kommer til et par eksemplarer.
Tømmerkonstruktion er et skridt videre, ikke?
Ja, automatisering er mere avanceret inden for tømmerkonstruktion. Andelen af præfabrikation på fabrikken er betydeligt højere. I tømreren er der ofte computerstyrede produktionslinjer og robotter. Man kunne næppe køre rundt på byggepladsen med sådanne enheder. Det ville være for fejlbehæftet. Tømmerkonstruktion har mange processer, såsom skæring, der er egnede til digital kontrol. Der findes allerede robotter, der kan flytte eller fastgøre dele. Automation finder vej her trin for trin. Der er stort potentiale for effektive byggeprocesser i fremtiden.
Er det derfor, du valgte træ som materiale til dit testhus?
Vi ønskede at få dataene til produktion direkte fra en 3D-model i computeren. Der var heller ingen klassiske planer for bygningen, kun modellen i computeren. Herfra fik vi kontroldataene til CNC-fræsemaskinen. For at kunne arbejde sådan besluttede vi at lave hele bygningen af et enkelt materiale. I dette tilfælde fra lokalt træ.
Træet skal kunne gøre meget!
Ja, det skal være en understøttende struktur, dvs. det skal tage sig af statikken, men også den varmeisolering og de strukturelle samlinger. For eksempel har vi videreudviklet traditionelle tømrerknuder, så de også kan produceres med en CNC fræsemaskine. Trædelene placeres på maskinen, fræses, og så sætter jeg alt sammen. Det er stort set som et stort Lego-træsystem - selvom det ser meget anderledes ud. Alt sker uden skruer eller lim.
De led, der er udviklet til det lille hus, er computerstyret fræset. Deres præcision gør det muligt at undgå klæbemidler eller forbindelser lavet af metal. Rillerne, der er fræset i væggene i samme operation, danner en varmeisolerende luftpude. Denne kombination af materiale og teknologi er trendsættende: Robotproduktion muliggør effektiv produktion af komponenter i stort antal samt et nyt designsprog.
Gør træet også isoleringen for dig?
Ja, vi fræsede luftkamre i komponenterne under fremstillingen. Disse kamre forbedrer varmeledningsevnen. Du skal forestille dig det som en hul blok. Isolationseffekten forbedres af luftindeslutningerne. Det samme gøres med træprofilerne. På denne måde lykkedes det os at opnå en masse funktionalitet til bygningen i et enkelt digitalt produktionstrin. Vi påførte kun den vandbærende ydre skal eksternt. Dette er stadig lidt vanskeligt i træ.
Hvad betyder digitalisering for private husbyggerier?
I præfabrikeret huskonstruktion er der allerede adskillige deltrin, der digitaliseres. Men det kunne gå meget længere. Og indtil videre er der ikke et ensartet system, men alle gør lidt af deres egne. Ikke desto mindre: I den præfabrikerede husindustri har den nye teknologi allerede resulteret i betydelige effektivitetsgevinster. Og markedet drager allerede mærkbart fordel af dette.
I øjeblikket er der en masse snak i byggebranchen om BIM, Building Information Modelling. Hvad betyder dette for hjemmebyggeren?
Dette gælder også for enfamiliehuse. Fordi det nu er mere arbejde at gøre det anderledes end at planlægge en bygning i BIM. Jeg taler dog om en forenklet BIM her. Det betyder, at du arbejder med en intelligent, tredimensionel model, hvor arkitekter og planlæggere kan trække deres tegninger og dimensioner ud. Jeg tror, at mindst halvdelen af kontorerne allerede fungerer på denne måde. Og snart vil alle gøre det, også i enfamilieboliger.
Hvor lang tid vil det gå, før digitaliseringen af byggebranchen er kommet så langt, at robotter er en del af hverdagen på byggepladser?
Jeg synes, at 15 til 20 år er en realistisk periode, indtil man kan tale om en fuldautomatisk digital produktionsproces. Man må ikke glemme, at alle standarder, alle retningslinjer, alle beregnings- og verifikationsmetoder til bygning er baseret på traditionelle håndværksteknikker. Alt skal justeres. Materiale vil også blive genovervejet. Der er stadig meget udviklingsarbejde, der skal udføres. Robotter, der bygger huse, vil være science fiction i lang tid.