Budynki przyszłości: budowane przez roboty, wydrukowane w 3D, modułowe, a może drewniane?

Polska Agencja Prasowa: Czy budownictwo się mocno zmienia? Porównując je do innych dziedzin techniki - wygląda to tak, jakby dużego postępu nie było.

Dr hab. inż. Szymon Firląg: Warto sobie uświadomić, że jeśli chodzi o budownictwo jednorodzinne czy niskie, to faktycznie, obecnie szereg wykorzystywanych technik jest bardzo starych. Sięgają one nawet czasów rzymskich. Mowa na przykład o cegłach czy betonie. Oczywiście, są one trochę unowocześnione, ale sama budowa niewiele się zmieniła.

PAP: Tymczasem zaprezentowany właśnie australijski robot HadrianX buduje ściany, układając 500 cegieł na godzinę. Eksperymentuje się już z drukarkami 3D, które drukują proste domy. Czy jesteśmy jednak świadkami początku rewolucji?

S.F.: To może tak wyglądać, ale trzeba pamiętać, że układający cegły robot czy drukarka 3D mają, przynajmniej dzisiaj, duże ograniczenia.

PAP: Na przykład jakie?

S.F.: Po pierwsze, muszą mieć bardzo dobrze przygotowany plac budowy i doskonale wypoziomowany fundament. Potrzebują do tego wysokiej czystości otoczenia i dobrej pogody. Takie warunki trudno jest spełnić na realnej budowie. To nie wszystko. Urządzenia te dobrze sobie radzą tylko z pojedynczymi kondygnacjami. Wspomniany robot, choć sprawnie układa cegły, to nie widać, aby gdziekolwiek układał spoinę. Pozostaje jeszcze kwestia np. nadproży okiennych czy stropów. Na razie takie roboty czy drukarki sobie z tym jeszcze nie radzą. Trzeba by pokonać te wyzwania. Dopiero wtedy, jeśli np. koszty pracy będą wysokie w porównaniu do cen materiałów, takie automatyczne budowy mogą zyskać na popularności. Jednak niektóre firmy wprowadzają już inne rozwiązania – np. systemy elementów murowych o coraz większych rozmiarach.

S.F.: Czyli budynki składa się trochę jak z klocków?

S.F.: Tak, choć klocki te wymagają zastosowania dźwigów. Jednak może na przykład wystarczyć dwóch pracowników, aby z takich wielkoformatowych elementów zbudować dom, do tego zrobią to dużo szybciej. Kolejna sprawa to budynki modułowe.

PAP: Na czym polega ich budowa?

S.F.: Mówimy głównie o gotowych prefabrykatach, zwykle na bazie lekkiej konstrukcji drewnianej lub stalowego szkieletu. Taki moduł może być już nawet wyposażony w różnorodne elementy, na przykład instalacje, a nawet meble. Także w Polsce coraz więcej firm oferuje takie budynki. Jednocześnie sama produkcja staje się coraz bardziej zautomatyzowana.

PAP: Może Pan podać jakiś przykład?

S.F.: Jeden z prostszych przykładów to wytwarzanie ceramiki sanitarnej. Niewypalone formy misek ustępowych czy umywalek automatycznie są obrabiane, wypalane i transportowane. To samo dotyczy cegieł i wielu innych wyrobów. Skutek to mniejsze koszty, mniejsza liczba potrzebnych pracowników i lepsza jakość.

PAP: Różne rodzaje automatyzacji generują spadek kosztów, a jednak ceny mieszkań nie spadają, przeciwnie - rosną. Dlaczego?

S.F.: Rządzi prawo popytu i podaży. Podaż - mimo wszystko - nie jest tak duża, a do tego tanie kredyty napędzają popyt. Trzeba też wziąć pod uwagę inflację. Właściwie w ciągu ostatnich dwóch dekad ceny mieszkań rosły mniej więcej odpowiednio do stopy inflacji.

PAP: A co z wielką budową, z wieżowcami, drapaczami chmur? Czy tu nie zaszły większe zmiany? Obserwuje się budowę naprawdę imponujących budynków.

S.F.: Kolosalne znaczenie ma tempo i bezpieczeństwo wykonywanych prac. Do wykonania głównych elementów nośnych budynku wykorzystuje się na przykład systemy samoczynnego wspinania, które pozwalają na uzyskanie wysokiej wydajności prac. Gotowa konstrukcja jest pokrywana powtarzalnymi, prefabrykowanymi elementami fasady. Dzięki temu budynek stawia się dużo szybciej.

PAP: Na budowy trafiają jednak także technologie cyfrowe, które kiedyś można było zobaczyć tylko w filmach fantastyczno-naukowych...

S.F.: Tak, warto wspomnieć choćby o systemach BIM – building information modeling. Dzięki nim na przykład w goglach do rozszerzonej rzeczywistości można zobaczyć, jak - za jakiś czas - będzie wyglądał powstający budynek, gdzie się będą znajdowały poszczególne elementy konstrukcji. Można sprawdzić, czy nic ze sobą nie koliduje, itp.

PAP: A tymczasem coraz częściej słyszy się o stawianiu nowoczesnych, także wysokich budynków z drewna. Czy to nie jest technologiczne wycofywanie się?

S.F.: Wbrew pozorom, nie. Drewno może być akurat cennym zasobem, m.in. ze względu na politykę dekarbonizacji, przyjętą chociażby przez Unię Europejską. Drzewa, gdy rosną, pochłaniają CO2. Z tego tytułu wiele się dzieje, jeśli chodzi o wykorzystanie drewna. Buduje się z niego nawet domy wielorodzinne, biurowce, wysokie słupy energetyczne.

PAP: Czy technologia wykorzystania drewna mocno się zmieniła?

S.F.: Zdecydowanie. Na przykład teraz, gdy przyjeżdża do fabryki kłoda drewna, jest prześwietlana promieniami rentgenowskimi. Jeśli jest dobrej jakości, wiadomo, że będzie miała dużą wytrzymałość, może być wykorzystana np. w elementach konstrukcyjnych. W przeciwnym razie znajdą się dla niej inne zastosowania. Coraz częściej stosuje się też drewno klejone – złożone z wielu warstw, które jest lżejsze przy tej samej wytrzymałości. Kolejna rzecz to wszelkiego rodzaju gotowe, drewniane prefabrykaty – elementy konstrukcyjne czy np. przegrody.

PAP: Czy więc w Polsce może nastąpić rozkwit drewnianego budownictwa?

S.F.: To trudne pytanie. W Polsce wiele osób myśli np. o budowie domu nie tylko dla siebie, ale także dla przyszłych pokoleń, a zwykle uważa się, że drewno jest mało trwałe. Jednak wcale nie musi tak być. Uważa się też, że o domy drewniane trzeba bardziej dbać, niż o murowane. To też nie musi być prawda. Wszystko zależy od zastosowanej technologii. Jeśli np. jakaś firma ma duże doświadczenie w produkcji takich domów, sprzedaje je za granicę, to nie ma wątpliwości, że budynek będzie spełniał wszystkie oczekiwania. Polskie przedsiębiorstwa mają jednak kłopot z dostępem do drewna.

PAP: Dlaczego?

S.F.: Lasy Państwowe zrezygnowały z certyfikacji FSC drewna. Zasoby są, ale brakuje odpowiednich certyfikatów, że drewno jest pozyskiwane w sposób zrównoważony, że może być wykorzystane do danych celów. Tutaj potrzebne są zmiany.

PAP: Podsumowując, jak budownictwo, Pana zdaniem, będzie w najbliższej dekadzie ewoluowało?

S.F.: Myślę, że nadal będzie wykorzystywanych wiele tradycyjnych technologii. Jednak kluczowe będzie spojrzenie z punktu widzenia zużycia energii, emisji dwutlenku węgla. Budynki będą się stawały coraz bardziej przyjazne środowisku, przy zapewnianiu komfortu mieszkańcom. Widzimy jak popularne stały się systemy do pozyskiwania energii ze słońca lub wiatru. Już niedługo każdy nowy budynek będzie w nie wyposażony, co powoduje że role się odwracają. Nie tylko zużywamy energię, ale jednocześnie ją produkujemy, a w przyszłości będziemy ją jeszcze magazynować. Do tego wszystkiego dochodzi konieczność adaptacji do zmiany klimatu. Coraz ważniejsza staje się ochrona przed przegrzewaniem w okresie lata, zwiększenie powierzchni biologicznie czynnych, np. zielone dachy i fasady oraz retencjonowanie opadów. Warto o takich rozwiązaniach pomyśleć już teraz, aby projektowane i nowo powstające budynki zagwarantowały odpowiednią jakość życia swoim mieszkańcom - nie tylko teraz, ale i w przyszłości.

Dr hab. inż. Szymon Firląg jest adiunktem na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. Piastuje stanowisko Prezesa Związku Pracodawców – Producentów Materiałów dla Budownictwa. Współpracował także z Narodową Agencją Poszanowania Energii, Buildings Performance Institute Europe i Fundacją Poszanowania Energii, gdzie zajmował się projektami związanymi z efektywnością energetyczną budynków. Zajmował się efektywnością energetyczną budynków. Uczestniczył w projektowaniu i budowie pierwszych pasywnych budynków w Polsce.(PAP)

Marek Matacz

kw/