Definíció

A 21. századi digitalizáció és virtuális forradalom a tervezési folyamatok mellett az építéskivitelezés hagyományos szervezési és megvalósítási tevékenységrendszerében is radikális változások bekövetkezését vetíti előre. A virtuális valóság, illetve az ezzel rokon technológia, a kiterjesztett valóság (AR, Augmented Reality) a tervezés, koncepcióalkotás folyamatában, illetve a tervező-ügyfél (megrendelő) közötti kommunikáció, az építészeti szándék és absztrakt koncepciók szakmán kívüli felhasználók számára is befogadható formában történő közlésének egyértelműsítésében nyújt segítséget.

A BIM (Building Information Modelling) a tervezés, kivitelezés és fenntartás feladatköreit egyetlen egységes rendszerben kezelő informatikai megoldásai az építéshez szükséges szakterületek interdiszciplináris közvetítő csatornáit teremtik meg, ezáltal megbízhatóbbá téve azok együttműködését.

A blockchain technológia többek között az építőanyagok összetett ellátási láncának nyomon követésére, a napjainkban egyre lényegesebb tényezővé váló energiatudatos, környezetbarát építési folyamatok optimalizálására, az életciklus-elemzés (LCA, Life-cycle Assessment) teljeskörű elvégzésére nyújt kézenfekvő, habár napjainkban még némileg kiforratlan digitális háttér-infrastruktúrát.

A drónok egyrészről a helyszínelemzés, kivitelezés-előkészítés során (felmérési feladatok, ortofotók készítése), másrészről az építési folyamatok nyomon követésében, adott fázisok dokumentálásában használatosak, avagy válhatnak a közeljövőben a korszerű építéstechnológia elengedhetetlen részévé.

Az építőipar legnagyobb élőmunka igényű szegmense, a kivitelezés területén jelenthet forradalmi áttörést a 3D nyomtatási technológiák elterjedése, amely egységes minőségű, nehezen hozzáférhető helyeken is pontos megvalósítást tesz lehetővé (a megfelelő téri infrastrukturális körülmények, illetve szoftveres háttér megléte esetén). 

Történet

A BIM szoftvert az 1990-es években vezették be, és a 2000-es években egyre népszerűbbé vált. A BIM szoftver lehetővé teszi az építőipari szakemberek számára egy épület vagy szerkezet digitális modelljének elkészítését, amely információkat tartalmaz annak fizikai és funkcionális jellemzőiről. A BIM szoftver forradalmasította az építési projektek tervezését, és irányítását.

A virtuális valósággal kapcsolatos első kísérletek az 1960-as és 1970-es évekre vezethetők vissza, amikor az informatikusok elkezdték feltárni a számítógép által generált grafika és egyéb érzékszervi bemenetek segítségével magával ragadó élmények létrehozásának módjait. Az elmúlt években a technológia kifinomultabbá és széles körben elérhetővé vált. Ahogy folyamatosan fejlődik, valószínű, hogy még innovatívabb felhasználási lehetőségeit fogjuk látni az építőiparban. Néhány lehetséges jövőbeli alkalmazás a VR-nak: az épületben való tartózkodás élményének szimulálására az építés előtt, vagy a VR használata interaktív felhasználói kézikönyvek létrehozására a vevők számára.

Az 1980-as és 1990-es években az első projektmenedzsment szoftvert az építőiparban való használatra fejlesztették ki. Ezek a korai verziók gyakran önálló programok voltak, amelyeket nem integráltak más szoftverekkel. A 2000-es évek elején a projektmenedzsment szoftverek jobban integrálódtak más szoftverekkel, mint például az ütemezés, a könyvelés és a dokumentumkezelés. Ez nagyobb hatékonyságot és együttműködést tett lehetővé az építési projektekben. Az építőiparban szoftverek tovább fejlődtek, és integrálódtak más technológiákkal, például az épületinformációs modellezéssel (BIM) és a drónokkal. Ez lehetővé teszi a projekttervek valós idejű frissítését és a projektcsapat tagjai közötti fokozott együttműködést.

A blockchain technológiát először 2008-ban vezették be, mint egy digitális valuta mögött meghúzódó technológia. Gyorsan felkeltette a figyelmet a biztonságos és átlátható digitális tranzakciók létrehozásában rejlő lehetőségek miatt. A 2010-es évek elején a kutatók elkezdték feltárni a blockchain felhasználási lehetőségeit az építőiparban. Néhány korai ötlet között szerepelt az ellátási lánc kezelésének javítása és az építőanyagok integritásának biztosítása.

A 2010-es évek elején az építőipari cégek elkezdtek drónokat használni építkezések légi fényképezésére és felmérésére. A drónok különösen hasznosak nagy felbontású képek rögzítésére és építkezések 3D-s modelljeinek készítésére. Ahogy a dróntechnológia tovább fejlődött, a drónok egyre alkalmasabbá váltak az építőipar számos feladatának elvégzésére. A drónok most már használhatók az épületek homlokzatainak átvizsgálására, az építkezés előrehaladásának nyomon követésére és az anyagok nehezen elérhető helyekre történő szállítására. 

Fontos személyek

Építési szereplők: a tervezési, gyártási, és kivitelezési folyamatok teljes spektrumát lefedő IT megoldások mind a megrendelők, mind a vállalkozók számára hathatós segítséget nyújtanak, akár a kommunikáció és a munkafolyamatok gördülékenyebbé tételével, akár a tevékenységek (gyártás, beépítés, stb.) minőségének növelésével, időigényének csökkentésével. Emellett sok esetben a monoton folyamatok élőmunkaigénye is csökken az új technológiáknak köszönhetően.

A jelenlegi piaci szereplők közül a PERI vállalat számít úttörőnek a 3D nyomtatás területén. Napjainkban is futó projekt Európa legnagyobb nyomtatott épületének (600 négyzetméter, 9 m magasság) kivitelezése, melyet az ő nevük, illetve a nyomtatót gyártó COBOD cég fémjelez.

A lényeg rövid bemutatása

1. Virtuális és kiterjesztett valóság

A virtuális valóság (VR) átalakuló technológiaként jelent meg az építőiparban, és számos előnyt és alkalmazási lehetőséget kínál. Vizualizálásban és tervezésben lehetővé teszi az építészek, mérnökök és ügyfelek számára, hogy interakcióba léphessenek velük, mielőtt azok megépülnek. Ez az élmény segít a térbeli kapcsolatok megjelenítésében, a tervezési hibák azonosításában és a tervezési szakaszban a megalapozott döntések meghozatalában.

A VR elősegíti a projektben érdekelt felek közötti fokozott együttműködést. A csapatok fizikai tartózkodási helyétől függetlenül virtuálisan összejöhetnek, hogy áttekintsék és megvitassák a terveket, észrevegyék a hibákat és valós időben adjanak visszajelzést. Ez leegyszerűsíti a kommunikációt és csökkenti a fizikai értekezletek szükségességét.

Biztonságos és ellenőrzött környezetet biztosít az építőipari dolgozók veszélyes feladatokra és biztonsági protokollokra vonatkozó képzéséhez. Lehetővé teszi számukra a kihívást jelentő forgatókönyvek szimulációinak gyakorlását, mint például a magasban végzett munka vagy a nehézgépek kezelése, tényleges kockázatok nélkül. Ez javítja a biztonsági tudatosságot és csökkenti a helyszíni balesetek számát.

2. BIM - közös nyelv

A BIM (Building Information Modeling, azaz Épületinformációs Modellezés) egy olyan digitális folyamat, amely az építőiparban és az építészetben alkalmazott innovatív módszerekkel segít az épületek tervezésében, építésében és üzemeltetésében. A BIM rendszer alapjául szolgáló adatmodell tartalmazza az épület minden aspektusát, beleértve a geometriát, anyagokat, szerkezeteket, térbeli viszonyokat, funkciókat, és teljesítmény paramétereket. Nagyobb projektek esetében alkalmazott módszer, átlátható projektkezelést és magas szintű tervbiztonságot kínál az építtetők és az építési folyamatban részt vevő számára.

A BIM modellek nem csak építészeti adatokat tartalmaznak, hanem a különböző társterületekhez kapcsolódó információkat (környezeti, energetikai adatokat, kivitelezés ütemezésének információit -, ezáltal  kalkulálható a költségvetés és igények -, ...), amelyekkel a tényleges kivitelezés előtt szimulálható az épület működése. Ez segíti a projekt résztvevőit abban, hogy lássák mi, hol, mikor, miért történik.

Végül ezek az információk felhasználhatóak a létesítmény üzemeltetésében, tehát nem csak projekttervezési és kivitelezési, hanem az épület teljes életciklusa alatt is. 

3. Projektmenedzser szoftverek

A projektmenedzsment szoftverek létfontosságú szerepet játszanak az építőiparban, a folyamatok ésszerűsítésében, az együttműködés fokozásában és a projektek eredményeinek javításában. A projektmenedzsment szoftver lehetővé teszi az építőipari szakemberek számára a projekt ütemezését és kezelését, meghatározva a feladatokat. Segíti az átfogó projekttervek kidolgozását, a hatékony erőforrás-allokációt és optimalizálja a projektek sorrendjét. Javítja az együttműködést azáltal, hogy a kommunikáció valós idejű, illetve a dokumentummegosztást és a problémák nyomon követését a projektcsapat tagjai között, mind a helyszínen, mind a távolról.

Az építési projektek kockázatoknak és a bizonytalanságnak vannak kitéve. A projektmenedzsment szoftver kockázatkezelési eszközökkel, problémakövetési képességekkel és készenléti tervezési funkciókkal segíti a projektkockázatok azonosítását, értékelését és mérséklését.

Átfogó jelentéseket és irányítópultokat készít, amelyek valós idejű betekintést nyújtanak a projekt előrehaladásába, a fő teljesítménymutatókba (KPI-k) és a mérföldkövekbe. Lehetővé teszi az adatvezérelt döntéshozatalt, a teljesítményelemzést és a folyamatos fejlesztést.

Számos projektmenedzsment szoftvermegoldás integrációs képességeket kínál más, az építőiparban használt szoftverekkel, például a BIM-mel, a könyvelési rendszerekkel és az ütemezési eszközökkel. Ez a zökkenőmentes integráció leegyszerűsíti az adatcserét, kiküszöböli az ismétlődő beviteleket, és javítja a projekt általános hatékonyságát.

4. Blockchain technológia

A blockchain technológia története 1991-ben kezdődött, azonban igazán széles körben csak 2008-ban, a Bitcoin technológiával párhuzamosan vált ismertté. A pénzügyi intézetek nélküli tranzakciókat lehetővé tevő rendszeren kívül azonban számos további területen is potenciálisan felhasználható. Lényege, hogy a digitális adatokat decentralizáltan, több földrajzi ponton, vagy internetes oldalon tárolják, nincs központi adminisztráció vagy tárhely. A neve onnan ered, hogy egy-egy adatcsomagot blokkok láncolata alkot, amelyek mindegyike kronologikusan rögzített hálózati aktivitási jegyzéket tartalmaz. A rendszer felhasználóinak mindegyike hitelesíti a blokkokat, melyek létrehozását és verifikációját követően azok tartalmának módosítására nincs lehetőség.

A megoldás építőipari felhasználására egy példa a nyílászárók, ablakok gyártása, illetve szerkezetük alapanyaga, a fa nyomon követése a kitermeléstől a beépítésig. Az erdőtől a fűrésztelepen és az ablakgyártón keresztül a kivitelezőig vezető termelési folyamat lépéseit, helyszíneit, módját digitálisan rögzítve az előállítás transzparenciája növelhető, a blockchain technológia egyfajta szűrőként is alkalmazható a gyártói piacon, a nyomon követhetőséget, tiszta erőforrásokat előnyben részesítő vállalatokat juttatva ezáltal stratégiai előnyhöz.

5. Drónok

A drónok használata az építési iparban számos előnyt nyújthat, mint például a hatékonyabb és biztonságosabb építési folyamatokat és a jobb minőségű dokumentációt. A drónok használatával az építési tervezők készíthetnek 3D-modelleket, amelyek pontos és részletes képet adnak az építési helyszínről. Ez lehetővé teszi a pontosabb tervezést és a különböző tervezési lehetőségek elemzését, ami hatékonyabb tervezési döntéseket eredményez. Az építési hatóságok és az ellenőrök a drónokat használhatják az építési területek ellenőrzésére, például a szabályozások betartásának és biztonsági előírások ellenőrzésére. Ez lehetővé teszi a gyorsabb és hatékonyabb munkafolyamatot és elősegíti az építőipar biztonságát és minőségét.

Felhasználhatók továbbá az építési helyszínek előzetes felmérésére is: az építési területről készült képek és videofelvételek alapján pontosabb becsléseket lehet készíteni az anyagok és a munkaerő szükségleteiről.

Lehetőség nyílik az építési folyamatok folyamatos felügyeletére és ellenőrzésére, így az építőipari vállalkozások jobban nyomon követhetik a projekt előrehaladását, és pontosabb becsléseket készülhetnek a projekt teljesítési határidejéről.

Az építőiparban a drónok használata növelheti a munkahelyi biztonságot, hiszen képesek felügyelni az építési területeket, figyelmeztetni a veszélyes helyzetekre, ezáltal csökkenteni a balesetek számát.

6. 3D nyomtatás

3D nyomtatás az építésben egy innovatív technológia, amely lehetővé teszi az építési elemek és szerkezetek automatizált létrehozását. Az építési folyamat során a nyomtató rétegeket helyez el egymásra, létrehozva a kívánt formát és szerkezetet (falakat, oszlopokat vagy akár teljes szerkezetek nyomtat). Anyaga általában cement vagy ehhez hasonló anyag, amely idővel megkeményedik és erős építőelemmé válik. A hagyományos építési módszerekhez képest jelentősen csökken a munkaerő és az időráfordítás, bizonyos esetekben precízebb eredményeket képes elérni, mivel a nyomtatási folyamatot gépek végzik, minimalizálva az emberi hibák lehetőségét.

Vajon a jövőre nézve környezetbarát megoldást jelent az építési ipar számára?

A módszer kevesebb hulladékot termel, mivel csak azokat az anyagokat használja fel, amelyekre valóban szükség van a nyomtatáshoz. A 3D nyomtatás során kevesebb szállításra és logisztikai tevékenységekre lehet szükség, hiszen az építőelemek helyben nyomtathatók, és ez csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását a szállítással járó tevékenységek miatt.

Azonban a 3D nyomtatás során szükséges nyomtatók és gépek nagy energiaigényűek, és a jelenlegi technológiák nem mindig környezetbarát energiaforrásokat használnak. Valamint ezek az eszközök korlátozott élettartamúak lehetnek, és ha elavulnak vagy meghibásodnak, elektronikai hulladékká válnak. Bár a felhasznált anyagokat gyakran újrahasznosítják, néha környezetkárosítóak is lehetnek. Például a műanyagok, vegyi anyagok és nehézfémeket az ökológiai rendszerre, az emberi egészségre káros hatásúak. Méretkorlátok szempontjából is problémába ütközünk, nagyon nagy épületek nyomtatása még nem lehetséges a jelenlegi technológiával (ehhez nagyobb nyomtatók kifejlesztése és alkalmazása szükséges). Bizonyos esetekben a 3D nyomtatott épületek képesek figyelembe venni az éghajlati szempontokat és teljesíteni a hőtechnikai követelményeket, azonban a legtöbb esetben további kiegészítő szerkezetekre és technológiákra is szükség lehet.

Összefoglaló, az építésgazdasági hatások kiemelése

Az általunk vizsgált programok a korrekt, pontosan dokumentált építészeti tervek, a szükséges organizáció mellett, a megfelelő programismerettel és háttértudással jelentősen javítható az építési folyamatok anyag- és energiafelhasználása, az egyes folymatok közötti idő, valamint az adott részfeladatokhoz szükséges idő is csökkenthető a felsorolt építést támogató IT megoldások használatával.

Az építőiparban használt Building Information Modeling (BIM) szoftverek jelentős hatással vannak az építési projektek hatékonyságára és költségeire. A megkérdezett szakemberek véleménye szerint BIM alapú programok használatával csökkenthetők a tervezési és építési hibák, ami jelentős megtakarítást jelenthet a munkaerő- és anyagköltségek terén. Lehetővé teszik számukra, hogy észletesebb terveket készítsenek és pontosabb előrejelzéseket adhassanak az anyag- és munkaerőigényekről. Az ilyen típusú szoftverek lehetővé teszik az építési projektek szimulációját, amely lehetővé teszi az építőipari szakemberek számára, hogy előre lássák az épület energiaigényeit és hatékonyabb megoldásokat találjanak az energiaköltségek csökkentésére.

A korábban felsorolt projektmenedzserek által programok lehetővé teszik, hogy hatékonyabban ütemezzék és költségvetésüket tervezzék meg, valamint nyomon kövessék az erőforrásokat és az előrehaladást a projekten belül. Ez jelentősen javítja az építési projektek hatékonyságát és eredményességét, valamint csökkenti az anyagi és időbeli veszteségeket. Ezek a szoftverek javítják az információáramlást és a kommunikációt a különböző szereplők között, lehetővé téve számukra, hogy gyorsan és hatékonyan reagáljanak a változásokra és a kihívásokra.

komponensek:

Sztorik, érdekességek

Az Atlanti-óceánt átívelő BIM

A Bim technológia egyik alkalmazásának lenyűgöző példája az Atlanti-óceán alatt található Norvégia és Dánia közötti új összekötő híd, a Øresund Bridge tervezése és építése. A projekt során a BIM-et használták a híd tervezésében és a különböző szakemberek közötti kommunikációban.

Az első 3D nyomtatott épület 2014-ben készült Kínában. A kínai WinSun Decoration Design Engineering Co. cég által tervezett és kivitelezett épületet egy nagyméretű 3D nyomtató segítségével hozták létre. Az épület 200 négyzetméteres volt és cementből, illetve újrahasznosított építési hulladékból készült. 

Statisztikák, a terület számokban

A fent említett technológiák, programok használta jelentősen csökkentette az egyes feladatrészekre fordított idő- és energiaszükségletet, a folyamatok egyszerűsítésével, a résztvevők között folyamatos információáramlást, közvetlen kommunikációt biztosító felületeivel, az automatikus ellenőrzéssel, a hibák korai kimutatásával. 

Mesterséges intelligencia véleményezése

1.     Épületinformációs modellező (BIM) szoftver: A BIM egy épület vagy szerkezet digitális reprezentációja, amely lehetővé teszi az építészeknek, mérnököknek és építési szakembereknek hatékonyabb együttműködést és koordinációt. A BIM-szoftver segíthet az építési folyamat egyszerűsítésében és az összetévesztések, hibák csökkentésében, és javítja a csapattagok közötti kommunikációt.

2.     Projektmenedzsment szoftver: Ezek a szoftvermegoldások lehetővé teszik az építési menedzserek számára, hogy nyomon kövessék a projekt ütemterveit, költségvetését és erőforrásait. Gyakran tartalmazzák a feladatkezelést, erőforrás-allokációt és haladás nyomon követését.

3.     Virtuális és kiterjesztett valóság: A VR és AR technológiák lehetővé teszik az érintettek számára, hogy vizualizálják a terveket, és megismerjék az építési helyszínt még az építés megkezdése előtt. Ez segíthet a potenciális problémák azonosításában és a csapattagok közötti kommunikáció javításában.

4.     Drónok: A drónokat helyszíni felmérésekre, ellenőrzésekre és haladásfigyelésre használják. Nagy felbontású képeket és videókat készíthetnek, amelyek dokumentálásra és elemzésre használhatók.

IoT szenzorok: Az Internet of Things (IoT) szenzorokat az eszközök monitorozására, anyagok követésére és környezeti feltételek, például hőmérséklet és páratartalom ellenőrzésére használják. Ez segíthet a biztonság javításában, a hulladék csökkentésében és az üzleti folyamatok optimalizálásában.

Összességében az IT-megoldások használata segíthet az építőipari projektek hatékonyságának, biztonságának és fenntarthatóságának javításában.

Az építőipari technológia lehetővé teszi a magasabb szintű pontosságot és minőséget az építési projektekben. Az ilyen megoldásokkal mérőeszközök, térinformatikai rendszerek és számítógépes tervezőprogramok segítségével pontosabban megtervezhetők és végrehajthatók az építési munkálatok. Ez csökkentheti az esetleges hibák és hibák előfordulását.

Az építőipari technológia hozzájárulhat a munkahelyi biztonság javításához. Például az okostelefonokon vagy viselhető eszközökön alapuló alkalmazások és szenzorok segítségével nyomon követhetők és értékelhetők a munkások egészségügyi és biztonsági adatai. Emellett a távirányítású robotok és drónok használata segíthet veszélyes munkafolyamatok elvégzésében.

Az építőipari technológia lehetővé teszi a jobb kommunikációt és együttműködést az építési projektekben résztvevők között. Az építési tervek és dokumentumok digitális megosztása, a virtuális valóság alkalmazása és a kommunikációs platformok segítségével egyszerűbbé válik az információáramlás és a közös döntéshozatal.

Szakirodalom, web

BALKÁNYI Péter - ORBÁN Zsolt: Virtuális információk a fizikai térben: a kiterjesztett valóság jövőképe. 2022.

http://epa.oszk.hu/01900/01963/00035/pdf/EPA01963_informacios_tarsadalom_2011_1_4_064-080.pdf (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

BUZGÓ László: Milyen előnyökkel jár az AR/VR eszközök használata az építészetben? 2023.

https://lakasgeneral.com/2023/03/11/milyen-elonyokkel-jar-az-ar-vr-eszkozok-hasznalata-az-epiteszetben/ (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

PERI: BIM - az építési folyamatok jövő-orientált optimalizálása. 2023.

https://www.peri.hu/szakertelem/bim-building-information-modeling.html (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

K-ÉP Stúdió: BIM - az épület közös nyelve a tervezéstől a lebontásig. 2023.

https://bim.epitoipariszoftver.hu/ (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

SZINERGIA: A jó projektmenedzser 4 ismérve. 2020.

https://www.szinergia.hu/tudastar/blog/a-jo-projektmenedzser-4-ismerve/  (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

Amanda KENNEDY: A 10 legjobb ingyenes projektmenedzser szoftver. 2021. ford.: KOCH Zoltán

https://pmi.hu/blog/a-10-legjobb-ingyenes-projektmenedzsment-szoftver-5986 (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

Propeller AERO: Drones in Construction – Why They Are Beneficial and How to Use Them 2023.

https://www.propelleraero.com/blog/drones-in-construction-why-they-are-beneficial-and-how-to-use-them/  (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

JOUAV: Drone in Construction & Infrastructure 2023.

https://www.jouav.com/industry/drone-in-construction (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

Michael HULTGREN - Fredrik PAJALA: BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN CONSTRUCTION INDUSTRY. 2018., Stockholm

https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1229861/fulltext01.pdf (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

SCULPTEO:  3D printing for construction and architecture projects. 2022.

https://www.sculpteo.com/en/3d-learning-hub/applications-of-3d-printing/construction-and-architecture/ (utolsó elérés: 2023. 05. 20.)

PA. Editorial Team: PERI Constructed Europe’s Largest 3D-Printed Building In Germany. 2023. https://parametric-architecture.com/peri-constructed-europes-largest-3d-printed-building-in-germany/

A tanulmányt készítette: Érsek Máté Attila, Papp Dorina, Stogica Kata, Tóth Dóra Zsófia