English version
Nasazení moderních technologií by se mohlo stát cestou, která pomůže české ekonomice snížit závislost na dělnících ze zahraničí. Namísto nich by mohli některé činnosti na stavbách začít vykonávat roboti. Navíc by stroje mohly přispět ke zrychlení staveb a snížení počtu pracovních úrazů, které mívají v oboru často velmi vážné následky.
„Nejvhodnější se využití robotizace jeví v oblastech, kde by přinesla eliminaci dosud široce využívané těžké ruční práce a rizikových činnosti jako jsou demolice, práce ve výkopech, výškové práce a práce s břemeny, tedy především v oblasti zemních prací, při výstavbě nosných konstrukcí, inženýrských staveb a sítí a tunelů. Značný prostor pro využití robotů je také v diagnostice a facility managementu,“ říká Michal Kovářík z Fakulty stavební ČVUT.
Složitou práci projektantům a architektům by zase měla zase ulehčit digitalizace. Zatímco v jiných oborech se oba přístupy rychle prosazují, ve stavebnictví stále působí tak trochu jako sci-fi.
Nejdříve data, až pak roboti
Ve stavebnictví je tak robotizace stále v plenkách. Jedním z hlavních předpokladů robotizace je využívání takzvané metody BIM, která vytváří digitální obraz stavby a je důležitá nejenom pro její projektování, ale i stavbu a následný provoz. Ta se ale zatím stále prosazuje jen na menší části staveb. Brzdou robotizace je také chybějí technologické vybavení. Ale také schopnost pracovníků na stavbách tyto technologie využívat.
„Robotizace ve stavebnictví bude v budoucnu nezbytnou podmínkou pro možnost výstavby za přijatelné ceny. Poslední řemeslníci s kvalitním výučním listem se pomalu blíží k důchodovému věku, ta práce je velmi namáhavá, nelze tedy očekávat pokračování přes důchodový věk. Na druhé straně to opět naráží na systém našeho vzdělávání. Jsou tu silně nadprůměrní odborníci, kteří dokáží vymyslet v oblasti moderních technologií úžasné věci. Avšak na straně uživatele to naráží na nedostatek dostatečně kvalifikovaných techniků, kteří by nové technologie dokázali efektivně využívat. Ale to jsme zase u systému vzdělávání, který už desítky let produkuje absolventy, které potřebuje jen málokdo,“ říká Jiří Kozel, jednatel společnosti Swietelsky stavební.
Podle analýzy společnosti CEEC Research by se ale situace měla postupně lepšit. Do robotizace je ochotna investovat velká část společností z oboru, a to až 15 procent ze svého zisku.
Co se využívaných technologií týče, v současnosti na staveništi nejvíce společností využívá přenosná zařízení, jako jsou tablety nebo notebooky, a to 82 procent firem. Čtvrtina dotázaných potom využívá metodu BIM (21 procent) a dálkově ovládané stroje (20 procent). Drony a technologie digitální fabrikace jsou využívány na 15 procentech staveb. Jen menší část stavařů využívá 3D skener nebo digitální fotogrammetrii (7 procent), takzvané RFID štítky (6 procent) nebo virtuální realitu (3 procenta).
Stroje pracují na dálku
Do budoucna vidí stavební firmy největší potenciál robotizace ve stavebnictví v provádění konstrukcí (37 procent) a při pracích ve výkopech (23 procent). Podle stavařů to však bude vyžadovat stroje, které budou schopné zvládat různorodější práci v rozličném prostředí. Právě tím se použití robotů ve stavebnictví liší od jejich nasazení v pásové výrobě v továrnách.
Některé technologie pro Stavebnictví 4.0 jsou však již nyní dostupné nebo se testují. „Jako příklady nových technologií můžeme jmenovat vzdálené řízení strojů pro zemní práce při výstavbě silničních staveb. V oblasti výstavby nosných konstrukcí tu pak máme první pokusy o 3D tisk svislých nosných konstrukcí a příček z betonu a robotické zdění. Začínají se využívat roboty pro dokončovací práce, jako je nanášení omítek, obkládání nebo nástřiky a výmalby. Robotizace proniká také do výstavby inženýrských sítí například v podobě řady bezvýkopových technologií,“ vypočítává Michal Kovářík.
Právě lepší využití robotů při výrobě v továrních halách může podle odborníků dramaticky proměnit celé stavebnictví. Na stavby se podle nich budou stále méně vozit jen surové materiály, ale spíše hotové segmenty vyrobené v továrnách. Podle odborníků tak lze v budoucnu očekávat, že se velká část pozemních staveb přesune do výrobních hal. „Zde budou plně robotizované továrny vyrábět prefabrikované díly, které posléze autonomní nákladní automobily dovezou na staveniště a digitálně naváděné stavební stroje je smontují dohromady,“ představuje vizi ředitel divize stavebnictví společnosti Arkance Systems Martin Slanec.
Záleží i na projektantech
„Z důvodu omezeného počtu pracovní síly poroste tlak na využití robotizace ve stavebnictví. Jakmile budou předvedeny funkční roboty jako součást celého stavebního procesu včetně jim přizpůsobených technologií a logistiky, budou projektanti moci (muset), zohlednit využití robotů při výstavbě, a to se stane standardem při výstavbě zejména technologicky unifikovaných projektů.“ dodává Libor Libich z útvaru korporátního obchodu Generali Česká pojišťovna.
Digitalizace stavebnictví vázne. Realitní sektor se do ní naopak vrhnul naplno
Před nástupem robotizace ale stavebnictví musí nutně projít ještě dalším složitým procesem – digitalizací. S ní souvisí zmíněná metoda BIM. „Plná robotizace ve stavebnictví je nevyhnutelná. Nebude to ale hned, musí nejdříve dojít k úplné digitalizaci ve stavebnictví, kde hraje velmi důležitou úlohu BIM koncepce, tedy informační modelování budov. Umělá inteligence v podobě například generativního designu již zasahuje do návrhů stavebních projektů, kde architekt či projektant dostane na základě vstupních podmínek během chvíle na výběr několik možných variant, což by nikdy nebylo v lidských silách,“ upozorňuje Martin Slanec.
Jen nakoupit programy nestačí
Jádrem zmíněného informačního modelování budov (BIM) bývá u staveb jejich virtuální model, jenž umožňuje její detailní vizualizaci od prvního návrhu architekta až po kompletní projekt. Podle odborníků má přitom právě BIM výrazný přesah i mimo samotné stavebnictví, zejména v podobě technologie takzvaných digitálních dvojčat. „Jedná se o věrohodnou digitální repliku fyzického objektu stavby, ale i třeba celé lokality či města, například Prahy. Na základě simulací či analýz ze sběru dat by bylo možné včas odhalit mnoho potenciálních rizik nebo problémů. Tímto způsobem lze například optimalizovat dopravní infrastrukturu či posuzovat další rozvoj města,“ uvedl Martin Slanec.
Podle odborníků si přitom stavební společnosti a projekční kanceláře musí uvědomit, že proměnou v digitální organizaci musí firma či instituce projít ještě před tím, než začne metodu BIM používat na svých stavbách.
„K tomu, aby mohla firma začít využívat v rámci svých stavebních projektů metodu BIM, nestačí jen nakoupit nějaké softwarové řešení. Musí se skutečně změnit způsob, jak je organizována a řízena práce v rámci jejích struktur,“ připomíná Růžena Kentošová, specialistka na řízení změny odboru Koncepce BIM České agentury pro standardizaci a pokračuje: „Zavedení metody BIM je opravdu svébytný projekt digitální transformace, kterým bude muset firma nebo instituce projít, má-li přežít na digitálním trhu budoucnosti. A projekt poměrně náročný, který netrvá týden, ani měsíc, ale bude součástí života organizace mnohem déle. Proto je s přípravami potřeba začít co nejdříve.“
Konec stohů dokumentů?
Podle odborníků patří mezi výhody metody BIM nejen 3D modelování budoucích staveb, ale především předávání všech důležitých informací o stavbě mezi všemi potřebnými subjekty. „Soukromý sektor se stal inspirací i pro stát a veřejnou sféru. Jednou z prvních veřejných budov projektovaných kompletně v BIM je nové sídlo Nejvyššího kontrolního úřadu v Praze-Holešovicích. BIM je přitom jen jeden z řady inovačních nástrojů spojených s digitalizací. Není jejím synonymem, ale do značné míry symbolem,“ upozorňuje Alois Materna, první místopředseda České komory autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě (ČKAIT).
Vedle transparentnosti, usnadnění sdílení či kompatibility pro všechny složky podílející se na přípravě, realizaci a rovněž kontrole výstavby přináší digitalizace řadu dalších výhod. K hlavním patří zjednodušení, tedy čas. Mezi projektanty a úřady, a i mezi úředníky navzájem, nebudou nově kolovat obsáhlá tištěné stohy projektové dokumentace. Vše bude přístupné na sdíleném úložišti. Rychlosti řízení napomohou rovněž datové schránky a elektronická autorizační razítka autorizovaných osob.
Důležitou součástí podkladů pro digitalizované stavebnictví budou digitální technické mapy (DTM). S jejich vznikem výrazně pomůže stát a evropské dotace. Díky více než 4,1 miliardám korun z Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost (OP PIK) a dalších veřejných zdrojů je budou realizovat všechny tuzemské kraje a správci klíčové technické infrastruktury.
Digitální budou energetické i dopravní sítě
Digitální technické mapy přitom zásadně pomohou všem občanům včetně projektantů i stavebníků a také městům, obcím i státu. Díky nim budou na jednom místě dostupné digitální údaje o veškeré infrastruktuře na území celé ČR. DTM vzniknou díky konsolidaci existujících dat a pořízení značného množství nových dat. V červenci 2023 by DTM měla obsahovat jednotně zpracovaná data o všech druzích dopravní a technické infrastruktury od veřejnoprávních i soukromých vlastníků infrastruktury na území celé ČR.
Přispěje to ke zjednodušení a zrychlení přípravy, povolování a umisťování staveb, DTM také pomohou stavebníkům při přípravě investic a zefektivní řadu činností veřejné správy. Následně po uvedení do provozu se data o území budou aktualizovat průběžně vždy při dokončování staveb podle dokumentace skutečného provedení. To bude pro udržení spolehlivosti DTM i po skončení projektu klíčové.
„Projekty krajů, Správy železnic a Ředitelství silnic a dálnic představují unikátní a nesmírně ambiciózní počin v digitalizaci prostorových dat, který zásadně posune digitalizaci veřejné správy jako celku. DTM se využijí pro digitalizaci stavebního řízení. Celá řada otevřených dat také přinese zcela nové možnosti i pro sdílení infrastruktury a rozvoj sítí elektronických komunikací,“ říká vicepremiér a ministr průmyslu a obchodu Karel Havlíček. O finanční prostředky na vytvoření digitálních technických map požádalo všech 13 krajů a tři veřejnoprávní správci dopravní a technické infrastruktury včetně Správy železnic a Ředitelství silnic a dálnic.
Projekty počítají s tím, že se se jednotným způsobem zdigitalizuje základní prostorová situace na 475 000 hektarů území ČR, z toho se 154 000 hektarů zmapuje zcela nově. Zdigitalizuje se tak 60 procent všech zastavěných a ostatních ploch v České republice a 80 000 kilometrů dopravní a technické infrastruktury. Celkový objem plánovaných investic přesahuje 4,1 miliardy korun. Dotace z operačního programu jsou téměř 3,5 miliardy korun, ostatní finanční prostředky půjdou z rozpočtu krajů a státu.
Dalibor Dostál
