Inteligentne materiały, energia z natury, internetowy plac budowy. Trendy w branży budowlanej

Inteligentne materiały, energia z natury, internetowy plac budowy. Trendy w branży budowlanej

Dodano: 
Fabryka mebli The Plus, Vestre, projekt BIG (Bjarke Ingels Group)
Fabryka mebli The Plus, Vestre, projekt BIG (Bjarke Ingels Group) Źródło: serwis prasowy
Jesteśmy świadkami czwartej rewolucji przemysłowej. Zamiast dymów z kominów zasnuwających niebo do branży budowlanej wkracza robotyzacja, a większość pracy przenosi się do sieci. Kluczem jest ochrona środowiska.

Na fabrykę mebli Vestre najlepiej spoglądać z lotu ptaka. Taka perspektywa pozwala docenić kształt równoramiennego krzyża z połyskującymi na ramionach łuskami paneli słonecznych i klejnotem po środku – szklaną kopułą atrium. Podczas zakończonego niedawno Stockholm Design Week, jednego z najważniejszych w naszej części świata wydarzeń poświęconych wzornictwu i architekturze, projekt pracowni BIG (Bjarke Ingels Group) zdobył aż dwie nagrody w nowym konkursie Scandinavian Design Awards – Architecture of the Year oraz Sustainability Award of the Year. Pierwsza jest dla szerokiej publiczności oczywista – architektura robi wrażenie, ale druga bardziej znacząca – dotyczy zrównoważonego rozwoju.

Najbardziej ekologiczna fabryka świata

The Plus, nowa fabryka mebli Vestre, położona jest pośród gęstego lasu niedaleko niewielkiej wsi Magnor w Norwegii. Podczas jej budowy ograniczono uszkodzenie ściółki do obszaru niewiele wykraczającego poza obrys planowanego budynku, a wycięte drzewa wykorzystano na miejscu jako budulec. Użyto niskoemisyjnych, nadających się do recyklingu materiałów, m.in. aluminium ze złomu pokonsumenckiego (puszki po napojach, części samochodowe itp.), a także stali z odzysku (100 procent). Na porośniętych trawą dachach zainstalowano 900 paneli słonecznych, jest też 17 odwiertów geotermalnych oraz pompy ciepła, wmontowane w ściany w celu pochłaniania nadmiaru ciepła z procesu produkcji. Natomiast nadmiar ciepła wytwarzanego przez panele słoneczne jest wykorzystywany do ogrzewania i chłodzenia wody użytkowej (w cyklu produkcyjnym 90% wody podlega recyklingowi).

Fabryka mebli The Plus, Vestre, projekt BIG (Bjarke Ingels Group)

Zastosowanie rozwiązań takich, jakie wykorzystuje się w budynkach pasywnych, pozwoliło na ograniczenie rocznego zapotrzebowania na energię do zaledwie 27,1 kWh/m². W efekcie norweska fabryka jest pierwszym na świecie budynkiem przemysłowym z najwyższą oceną środowiskową BREEAM Outstanding. Jest też przykładem tego, co w budownictwie najistotniejsze, kumulacją trendów, które określą przyszłość branży.

Neutralność węglowa – normy są wyśrubowane!

Do 2050 roku Unia Europejska planuje osiągnąć neutralność węglową. Co oznacza to pojęcie? W uproszczeniu – równowagę między emisjami CO2 a pochłanianiem CO2 z atmosfery do tzw. pochłaniaczy dwutlenku węgla. Problem w tym, że obecne technologie nie pozwalają na skuteczne pochłanianie dwutlenku węgla, dlatego tak duży nacisk kładzie się na ograniczenie jego emisji.

Etapem pośrednim – do końca obecnej dekady – ma być zredukowanie emisji CO2 o co najmniej 55 proc. względem roku 1990. To trudne zadanie, bo nie dość, że sektor budowlany odpowiada za 42 proc. całego zużycia energii w UE oraz za około 35 proc. emisji gazów cieplarnianych, to jeszcze zdecydowana większość budynków na terenie krajów Unii Europejskiej (85 proc.) została zbudowana ponad 20 lat temu i będzie nadal użytkowana w roku 2050. Konieczna więc jest fala renowacji w celu dostosowania ich do współczesnych norm. Czy to nie znamienne, że najbardziej ekologiczną fabrykę na świecie postawili Norwegowie, którzy członkiem UE nie są? Mamy sporo do nadrobienia!

Nowoczesne konstrukcje drewniane – ciekawostka czy rozwiązanie?

Także w Norwegii stanął najwyższy na świecie budynek mieszkalny wzniesiony z drewna – 85,4-metrowy wieżowiec Mjøstårnet w Brumunddal. Do jego budowy wykorzystano drewno pozyskane z okolicznych lasów, betonowe są tylko fundamenty i stropy sześciu ostatnich kondygnacji. Ale wszystko wskazuje na to, że rekord wysokości wkrótce zostanie pobity. Londyn, być może, będzie miał trzystumetrowy wieżowiec Oakwood Timber Tower, w Berlinie trwają prace przy projekcie biurowo-mieszkalnym WoHo (odpowiada za niego pracownia Mad arkitekter, na marginesie – znowu Norwegowie!) o wysokości 98 metrów.

Drewniany wieżowiec Mjøstårnet w Brumunddal w Norwegii. W budynku znajdują się hotel, restauracje, apartamenty, biura, tereny rekreacyjne, kawiarnia, basen i taras widokowy na dachu

Drewniane wysokościowce robią wrażenie, ale prawdziwy boom przeżywa budownictwo jednorodzinnych domów drewnianych – stawia się je szybko, od kilku dni do kilku tygodni, z gotowych modułów lub na konstrukcjach ramowych. W Polsce wyspecjalizowane w tym firmy nie nadążają z realizacją zleceń, a wciąż powstają nowe. Proces znaczenie przyspieszyły zmiany stylu życia w pandemii (skoro można pracować zdalnie, to dlaczego nie z własnego domu w lesie?) oraz przepisy pozwalające stawiać budynki do powierzchni 70 metrów kwadratowych bez konieczności ubiegania się o pozwolenie (na tzw. zgłoszenie). Powstała nawet państwowa spółka Polskie Domy Drewniane powołana w celu budowy budynków mieszkalnych i usługowych z drewna.

Biurowiec o drewnianej konstrukcji, projekt Mjölk architekti

I choć dziś trudno sobie wyobrazić, by drewno wyparło inne materiały, jego wielki powrót jest godny uwagi – coraz częściej słychać głosy, nie tylko wśród ekologów i krytyków architektury, lecz wśród specjalistów z branży, że konstrukcje drewniane są przyszłością zrównoważonego budownictwa. Na poziomie emocji powodem może być to, o czym mówi Michael Green, kanadyjski architekt i propagator drewnianego budownictwa – że ludzie nie przytulają się do betonowych i stalowych słupów, za to zdarza im się przytulać do słupów drewnianych. Ważniejsze są oczywiście przyczyny racjonalne – nowe możliwości technologiczne (m.in. wyroby oparte o wióry LSL i PSL, drewno klejone krzyżowo CLT, drewno łączone mechanicznie NLT czy drewno konstrukcyjne KVH) oraz wymogi prawne związane z ekologią. To materiał odnawialny o mniej szkodliwym oddziaływaniu na środowisko naturalne niż stal i beton. Do obróbki drewna zużywa się dużo mniej wody, a proces budowy jest znacznie szybszy.

Materiały budowlane smart

Równolegle rozwija się inna gałąź inżynierii materiałowej, która przynosi takie rozwiązania jak interaktywne fasady, ultralekkie aerożele i izolacje próżniowe, termiczne bimetale (zmieniają kształt pod wpływem ciepła), samonaprawiające się tworzywa (na przykład bakterie uśpione w betonie – gdy pojawiają się pęknięcia, bakterie się budzą i mnożą, wytwarzając kalcyt, który z kolei wiąże się z betonem i zasklepia uszkodzenia).

Wiele z tych materiałów nadaje się wspólny mianownik „smart”. Czy słusznie? Jeśli materiał w przewidywalny sposób reaguje na zmiany otoczenia można go określić mianem inteligentnego! Najbardziej zaawansowane są innowacyjne procesy związane ze szkłem – może zmieniać barwę, temperaturę, a także filtrację pod wpływem promieni słonecznych lub innych impulsów z otoczenia (oczywiście tymi zmianami można też sterować z poziomu systemów smart home). Przełomem mają być, zdaniem specjalistów, materiały o zmiennym stanie skupienia (phase change materials), akumulujące i oddające energię.

– Zagadnienia związane z ochroną środowiska i stosowaniem produktów nadających się do recyklingu stały się nie tylko wymogiem, ale zupełnie naturalnym wyborem wśród inwestorów, szukających odpowiednich rozwiązań budowlanych. Widać tutaj ogromną przewagę ekologicznych materiałów izolacyjnych z polietylenu nad tradycyjnymi, które często stosowane są w budownictwie – mowa tu o wełnie mineralnej czy kauczuku. W przypadku polietylenu, jest on w pełni recyklingowany i ekologiczny, co wychodzi na przeciw oczekiwaniom branży budowlanej – podkreśla Cezary Naliwajek, Commercial Director Insulation Europe w firmie Thermaflex.

Energia z natury

Liko Noe, czyli obiekt doświadczalny w miejscowości Slavkov koło Brna jest jednym z kilku budynków autorstwa Zdenka Fránka, które powstały we współpracy z naukowcami. Zadanie polegało na stworzeniu centrum innowacji rodzinnej firmy produkującej m.in. przegrody budowlane, zielone ściany, szkło o specjalnych właściwościach itp.

Fránk zaproponował obiekt, który dzięki naturalnemu systemowi uzdatniania wody działa wyłącznie na bazie energii pozyskiwanej z zasobów naturalnych. Struktura obiektu składa się z dwóch głównych budynków. Nadziemna część biurowa zbudowana jest z nośnych drewnianych paneli CLT, ocieplona paroprzepuszczalną natryskową izolacją Icynene i pokryta ogrodami wertykalnymi – żywą elewacją. Część podziemna z komorą akustyczną zbudowana jest z betonu monolitycznego.

Eksperymentalne samowystarczalne biuro, projekt Zdenek Fránk

Budynek wykorzystuje tzw. naturalną stabilizację termiczną – jest ogrzewany i chłodzony przede wszystkim przy użyciu zasobów naturalnych z naciskiem na minimalny wpływ na otoczenie. Wykorzystuje sztuczne tereny podmokłe do oczyszczania ścieków (które razem z deszczówką są wielokrotnie przetwarzane). Podłoże budynku jest ogrzewane przez ścianę fototermiczną, co zwiększa wydajność pompy ciepła.

Takich budynków, w których ekologia, a przede wszystkim odnawialne źródła energii, jest nie tylko dodatkiem do architektury, ale główną składową powstawać będzie coraz więcej. To nie moda, to absolutna konieczność!

Eksperymentalne samowystarczalne biuro, projekt Zdenek Fránk

Przemysł 4.0

Nadchodzi czwarta rewolucja przemysłowa – Przemysł 4.0. Oznacza ona integrację inteligentnych maszyn, systemów oraz wprowadzanie zmian w procesach produkcyjnych mających w celu zwiększania wydajności wytwarzania oraz wprowadzenie możliwości elastycznych zmian asortymentu. Przemysł 4.0 dotyczy nie tylko technologii, ale też nowych sposobów pracy i roli ludzi w przemyśle, przyniesie ze sobą wdrożenie technologii przyszłości: druk 3D, robotykę, wykorzystanie rzeczywistości wirtualnej, rozszerzonej.

– Także przyszłość branży deweloperskiej wiąże się nieodłącznie z wykorzystaniem nowoczesnych materiałów, technologii budowlanych czy odnawialnych źródeł energii. Obserwując trendy, warto jednak zwrócić uwagę na kwestie, które odgrywają coraz większą rolę w kształtowaniu się całego rynku AEC (architektura, inżynieria i budownictwo – przyp. red.). Możemy do nich zaliczyć przede wszystkim doświadczenie klienta w zakresie procesu zakupowego mieszkania, digitalizację oraz ekologię. Standardem stają się spacery i makiety 3D, a oczekiwaniem cyfrowy consulting, augmented reality (rozszerzona rzeczywistość) czy możliwość wykończenia mieszkania pod klucz bez wychodzenia z domu – mówi dla Wprost Maciej Skupiński, założyciel FLATtoGO.

W skali wielkiej budowy najnowszym narzędziem są systemy BIM (Building Information Modelling), co oznacza cyfrowy proces budowania, w którym informacje o każdym użytym materiale i komponencie są zapisane i zarządzane przez zespół projektowy.

To bank informacji dla wszystkich zaangażowanych w dany projekt: architektów, inżynierów, wykonawców, pracowników budowlanych, inspektorów nadzoru budowlanego, klientów, deweloperów i producentów.

Technologia BIM może zwiększyć wydajność, a zmniejszyć koszty, finansowe, ale i klimatyczne. Zapewnia lepszą komunikację międzybranżową, lepszą jakość projektów, poprawę efektywności i kontroli procesu budowy, zmniejszenie liczby błędów, łatwość zarządzania zmianami i obniżenie kosztów realizacji inwestycji oraz późniejszego użytkowania obiektu.

Robotyzacja i automatyzacja branży budowlanej

Automatyzacja i robotyzacja

Zastępowanie ludzi maszynami lub oprogramowaniem jest dziś w budownictwie na porządku dziennym. Automatyzację (maszyna kontrolowana jest przez człowieka) i robotyzację (zaprogramowana maszyna samodzielnie wykonuje pracę i dostosowuje się do zmiennych warunków) stosuje się głównie do wykonywania robót ciężkich w niebezpiecznych lub trudnych warunkach. Maszyny zastępują pracowników przy robotach ziemnych, rozbiórkach, pracach podwodnych, a także przy przenoszeniu ciężkich i dużych gabarytów. W związku z automatyzacją i robotyzacją budownictwa przyszłościowymi zawodami w branży budowlanej są operator maszyn budowlanych i operator linii produkcyjnych. Następnym krokiem będzie zautomatyzowanie i zrobotyzowanie placu budowy (przekształcanie placu budowy w zakład przemysłowy). W związku z tym potrzebni będą inżynierowie ze zdolnościami interpersonalnymi. Na listę zawodów związanych z branżą budowlaną trafi także drukarz 3D.