Bude to lepší než Minecraft. Stavění se v budoucnu přesune pod střechu

Umělá inteligence, která vás upozorní na díru v podlaze nebo na těžké břemeno pohybující se nad vaší hlavou. Digitální dvojče, které přesně ví, kdy vám začne opadávat omítka. Obří tiskárna na speciální beton, která vytiskne i ty nejsložitější tvary. Máme k dispozici technologie jako ze sci‑fi, ale domy se stále stavějí jako v minulém století.

„Byť si můžeme myslet, že luskneme prstem a všichni dělníci se nahradí roboty nebo že se najednou vše začne tisknout, realita je jiná. Musíme aktivovat tisíce studentů, aby se něco změnilo,“ říká Radoslav Sovják, profesor Fakulty stavební ČVUT v Praze, který působí jako ředitel Národního centra Stavebnictví 4.0 při Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT v Praze. Jaká je podle něj budoucnost stavebnictví a proč musíme co nejvíce činností přesunout pod střechu?

Robot jako zedník. Ano, nebo ne?

To jste vypálila hodně těžkou otázku takhle na začátek. Já si myslím, že ano, ale má to mnohá úskalí.

Jaká?

V současné době jsou lidé pořád levnější. Robozedník se ve stavebnictví, které je postavené na levné pracovní síle, stále nevyplatí. Jen si představte, jak vypadá a kolik váží. Na stavbu ho musíte dovézt, postavit, ustavit, naprogramovat. To všechno je výrazně dražší než lidé. Technologicky to zní skvěle, je hodně projektů, které jdou směrem robotizace ve stavebnictví a je to určitě jeho budoucnost, protože v prašném rušném prostředí už nikdo nebude chtít pracovat, ale ekonomicky to zatím nevychází. To je důvod, proč technologie do stavebnictví tolik nepronikají a ještě chvíli nebudou. Přitom s myšlenkou, že bude robot pokládat cihly na stavbě, si už hrajeme dlouhou dobu a takový 3D tisk, ten už známe čtyřicet let.

To byla jedna z mých dalších otázek. Píšeme o technologiích, robotizaci, digitalizaci, a přitom se staví jak v minulém století.

Je to dáno tím, že stavebnictví má obrovskou setrvačnost. Je hodně konzervativní a cokoli v něm změnit je velmi složité. Navíc se jedná o silně konkurenční prostředí, ve kterém jsou nízké marže. Představte si, že jste stavební firma, máte zodpovědnost za výplaty a nad sebou investory, kteří řeší každý detail. Můžeme se tu bavit o tom, že máme technologie, kterými otevíráme vesmír, ale v praxi se víc řeší, že někde odpadá dlaždička.

3D tisk betonu. Každá vrstva musí unést během několika minut několikanásobek své vlastní hmotnosti.

Foto: ČVUT

Jak to tedy změnit?

Můžeme si myslet, že luskneme prstem a všichni dělníci se nahradí roboty nebo se najednou vše začne tisknout, realita je ale jiná. Mezikrok mezi tím, co si vysníte a co se děje v realitě, jsou projekty, které ukazují, co všechno je možné, a postupně mění myšlení lidí. Proto je důležité, aby studenti, které vypouštíme do světa, už měli tohle všechno v sobě zakořeněné, aby když přijdou do stavebních firem, už tento směr prosazovali. Jinými slovy potřebujeme aktivovat tisíce studentů, aby se něco změnilo.

V budoucnu si budeme moci robota na stavbu pronajmout. Bude ale muset být jednoduše ovladatelný, stejně jako třeba sekačka.

Je proto důležité ukazovat lidem, jak může stavebnictví v budoucnu vypadat. Proto s našimi partnery budujeme síť testbedů pro Stavebnictví 4.0 na pěti univerzitách v Česku. Testbed je high‑tech laboratoř pro inovace. Představte si robozedníka nebo 3D tisk, ale i virtuální a rozšířenou realitu nebo generativní design. Prostě úplně všechno, co si jen dokážeme představit, ale i to, co si třeba ještě ani představit nedokážeme.

Dobře, máme spoustu technologií, které nevyužíváme, ale jak by to na stavbách rodinných domů vypadalo, kdybychom je využívali? Jak by mohla vypadat stavba budoucnosti?

Stavět dům v podstatě můžeme dvěma způsoby. Na místě, kdy se udělá betonová deska, na ni se pokládá cihla za cihlou a při stavbě se vystřídají nejrůznější profese, od omítkáře po instalatéra. Druhá varianta je, že se většina toho udělá někde pod střechou. Výrobek pojede napříč továrnou, roboty udělají spoustu těžkých opakujících se prací a na stavbu se dostane hotový díl, ať už je z jakéhokoliv materiálu.

Osobně víc věřím této variantě, už proto, že vzít všechny ty technologie a odvést je na stavbu by bylo hodně drahé a vyplatilo by se to jen v případě, že bychom stavěli v určité lokalitě stovky domů najednou. Stavba 4.0 tedy podle mne probíhá pod střechou. Pod ní je i větší ekonomická návratnost a tím i větší prostor pro investování do nových technologií. Nemluvě o tom, že zaměstnanci již nechtějí pracovat venku, v prachu a hluku.

Radoslav Sovják

Vystudoval ČVUT v Praze, kde v současnosti působí jako profesor v Experimentálním centru Fakulty stavební. Přednáší a vede doktorandy v oborech Konstrukce a dopravní stavby, Fyzikální a materiálové inženýrství a Integrální bezpečnost. Část svého studia strávil na technické univerzitě v Nizozemsku. Vystudoval také Právnickou fakultu na Masarykově univerzitě v Brně a Alternativní řešení sporů v CEVRO Institutu.

Mezi jeho výzkumné zájmy se řadí pokročilé stavební materiály především pro fyzickou bezpečnost staveb, speciální betony, extrémní zatěžování a v neposlední řadě teorie konfliktu, řešení sporů a mediace.

Je řešitelem a spoluřešitelem nesčetného množství výzkumných grantů a autorem 15 patentů. Jeho práce je publikována v řadě odborných časopisů a je členem, mimo jiné, poradního orgánu Rady vlády pro výzkum, vývoj a inovace pro oblast stavebnictví. 

Od ledna 2022 je ředitelem Národního centra Stavebnictví 4.0, které působí na Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky.

Foto: Lukáš Bíba

Takže budoucnost je prefabrikátová?

Modulární a prefabrikátová. Jsou to totiž dvě oblasti, které můžeme pod střechou maximálně automatizovat a robotizovat a u kterých se dá drtivá většina procesů nahradit roboty nebo různými automatizačními procesy. Vím, že je prefabrikace v Česku hodně démonizované slovo, kvůli tomu, jak se tu stavělo před revolucí, ale může vypadat opravdu krásně a pracovat s různými materiály, od dřeva přes cihly až po ocel. To samé platí u modulární výstavby. Nehezky se používá slovo kontejner, a přitom z modulů se dají dělat úžasné stavby, ve kterých když stojíte, ani nepoznáte, že jste v domě vytvořeném z kostiček.

Zní to hezky a dokážu si představit, jak na pásu jezdí části domů, ale nezmizí s tím také duch staveb a jejich jedinečnost?

Byla jste někdy ve Skandinávii nebo Nizozemsku? Jeden domek je tam jako druhý. Před každým stojí Volvo, Saab nebo obojí a nikdo nemá žádný problém. U nás mi přijde, že každý chce být jedinečný, ale přitom jsme všichni stejní. Neměla by spíš ta jedinečnost být v nás, a ne v tom, co máme na sobě, jaký máme mobil, jakým jezdíme autem nebo v čem bydlíme? Podle mne jsou naše regulační plány na to, jak může vypadat rodinný dům, rozvolněné až moc. Pravý opak ve srovnání třeba se Švýcarskem, kde mají definovaný i směr, kudy půjde střecha. Na české vesnici je jeden dům žlutý, druhý šmoulový a celý vizuální vzhled je naprosto příšerný. Za mne by regulace u nás mohla být ještě o trochu dál. Vy narážíte na to, že se ztratí individualismus. Možná ano, ale já si myslím, že je to ve výsledku dobře.

Co na to asi řeknou architekti?

Vizuální smog, o kterém jsem mluvil, vzniká právě absencí architekta. U modulární výstavby máte chytře vymyšlené možnosti a z těch si poskládáte podle svých představ a hlavně potřeb dům snů. Nemyslím si, že by zmizelo architektonické tvoření, jen se možná posune trochu jinam.

Podle vás je budoucnost stavebnictví pod střechou, ale dokážete si představit, že jednou budou roboti na stavbách pokládat cihly?

Dokážu, ale vezměte si, že cihla má 20 kilo, a aby s ní mohl nějaký robot manipulovat, musel by vážit násobně více, aby byl stabilní. Celá stavba by navíc musela být digitalizovaná, aby přesně věděl, co má dělat, a vše by muselo ekonomicky vycházet. To znamená, že už tu buď pracovníci nebudou, nebo jich bude málo a budou hodně drazí. Dokážu si také představit, že si v budoucnu budeme moci robota na stavbu pronajmout. Bude ale muset být jednoduše ovladatelný, aby s ním dokázal zacházet každý, stejně jako se sekačkou. Co vím jistě, že stavba domů za třicet let bude vypadat jinak než dnes. Pro mne je ale přesun výroby pod střechu jediná cesta, jakou reálně vidím.

Zdicí robot, který je vyvíjen společnostmi Wienerberger a KM Robotics ve spolupráci s ČVUT a TAČR.

Foto: ČVUT

V jednom rozhovoru jste plánování stavby přirovnal ke hře Minecraft. Bude se stále více činností přesouvat ze stavby do počítače?

Je to taková dlouhodobá vize. Ta bude znamenat hodně změn. Profese ve stavebnictví tak, jak je známe dnes, se budou transformovat. Stavbyvedoucí si často stěžují, že jsou na stavbě neustále – přijedou v pět ráno, odjedou v osm večer a nemají žádný soukromý život. Ve chvíli, kdy budou mít u každé stavby k dispozici její digitální dvojče, mohou mnoho věcí vyřešit na dálku. Celý proces se zrychlí a zjednoduší.

Jaké nové profese budou vznikat?

Operátor robotických systémů nebo programátor fabrikace. Automatizace a robotizace přinesou další nové profese a mohou znamenat posun v kariéře pro ty, co již ve stavebnictví pracují. To může vést i k mnohem větší diverzitě v oboru, který je dnes silně mužskou profesí. Stejně tak jako kluci i holky rády hrají Minecraft. V Minecraftu si můžete postavit úplně, co chcete, máte absolutní volnost, ale přitom pořád vybíráte z katalogu, z nějakých modulů. Stavebnictví je krásné v tom, že vytváříte svět kolem. Vidíte, jak to, co jste naplánovali, roste a vzniká. Tahle vášeň z Minecraftu je přenositelná, ale v realitě je potřeba spolupráce státu, firem a vědy. A od toho je tu Národní centrum Stavebnictví 4.0.

Jak nám může digitální dvojče pomáhat při užívání nemovitostí?

Digitální dvojče stavby by mělo obsahovat veškeré vybavení domu do posledního šroubku, a jelikož má každý produkt předvídatelnou budoucnost, technologie nás upozorní, že dané věci končí životnost. Například nám řekne, že budeme muset za určitou dobu vyměnit žárovky nebo že nám za deset let začne opadávat omítka. Pak už je jen na nás, zda to budeme ignorovat, nebo začneme plánovat opravu. Zároveň máme přesně zmapováno, jaký materiál byl použit a co budu konkrétně potřebovat a kde to seženu.

Jste expertem na pokročilé stavební materiály. Jaké jsou nyní v materiálech trendy?

Celosvětovým trendem je stavět z materiálů, které mají extrémně dlouhou životnost, protože stavební odpad představuje zátěž pro životní prostředí. Jedním z největších trendů je ultra‑vysokohodnotný beton, který je na bázi běžného betonu, ale má vylepšené vlastnosti. Využívá se ale spíše u dopravní infrastruktury. Co se týče rodinných domů, stále více firem se zabývá prefabrikací CLT panelů, které jsou tvořeny několika vrstvami masivních dřevěných desek lepených střídavě v pravých úhlech. Tyhle panely jsou perfektní pro prefabrikaci, protože se dřevem se pod střechou dají dělat doslova zázraky. Pořád ale využití klasických stavebních materiálů jako cihla, beton, sklo, ocel a dřevo je nepřekonatelné, jen se snažíme tyto materiály pomocí nových technologií využívat efektivněji a šetrněji.

Využívají se tedy více kompozity?

Ano, ale u nich narážíme na problém s udržitelností. Samotná recyklace je energeticky náročná, proto je stále větší tlak na to, aby se pracovalo s prvky, které jdou jednoduše zrecyklovat. Můžete mít super kompozitní panel složený z různých vrstev, který bude pro stavbu perfektní, ale na konci cyklu narazíte na jeho špatnou recyklovatelnost. Dnes se hledají řešení, která myslí i na další generace.

Zmínil jste, že 3D tisk už existuje čtyřicet let. Jaký vidíte jeho potenciál ve stavebnictví a neupozadí ho jiné technologie?

Já si myslím, že si určitě nějakou část trhu ukrojí, akorát můžeme debatovat o tom, jak moc velkou. Myslím si, že spíše tu menší, protože problémem 3D tisku je opět cena a jeho největším nepřítelem gravitace. Tisknete jednu vrstvu na druhou a ta jedna vrstva musí unést během několika minut několikanásobek své vlastní hmotnosti. Aby to bylo možné, musí se beton nadopovat obrovským množstvím stavební chemie, tím se ale mnohonásobně prodraží oproti klasickému betonu. Má ale obrovskou přidanou hodnotu, kterou je estetika. Dokážete s ním tisknout nádherné plochy a složité tvary. Právě tady vidím jeho budoucnost. Budou ho využívat lidé, kteří budou chtít tyhle nevšednosti a budou ochotni za to zaplatit. Pravděpodobně bude takovým Ferrari, které jednou za čas na silnici potkáte. Na druhou stranu vývoj technologií 3D tisku jde rychle dopředu a třeba nás ještě překvapí.

Stavba

Stáhněte si přílohu v PDF

Jak bude ovlivňovat stavebnictví umělá inteligence?

Největší potenciál umělé inteligence vidím v její předvídatelnosti a jejím využívání v bezpečnosti na stavbách. I když přesuneme velkou část činností pod střechu, stále se budou na stavbách pohybovat lidé a stroje. Umělá inteligence bude číst jejich chování, předvídat kolizní situace a upozorňovat nás na ně. Bude vědět, kde je nebezpečný materiál, kde vznikla nová díra, že se vám pohybuje břemeno nad hlavou nebo že je vedle vás nějaký robot.

Stejně tak bychom ji mohli využívat při návrzích domů. Představte si, jak se projektovaly byty před padesáti lety a jak nyní. Mají úplně jiné standardy. Dnes je třeba běžné, že jsou v domě dva záchody a kuchyň je spojená s obývákem, to dřív nebylo. Umělá inteligence by si mohla načíst vývoj, jak se projektovalo, načetla by si nás a vyprojektovala by dům, který bude už nyní ve standardech, které tu budou za třicet let. Zní to jako velké sci‑fi, ale jednou se to bude dít, jen je otázka kdy.

Když vás tak poslouchám, to opravdu zní jako ten Minecraft.

Bude to lepší než Minecraft.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Stavba.