v medzinárodnej súťaži 4D plánovania výstavby

Študenti z Katedry technológie stavieb bratislavskej Stavebnej fakulty STU v Bratislave získali už po druhý raz po sebe 1. miesto v medzinárodnej súťaži Synchro University Challenge v 4D BIM plánovaní výstavby. V piatom ročníku súťaže sa zúčastnilo viac ako 80 študentov v 18 tímoch až zo 14 univerzít sveta. Po finálovom umiestnení spred dvoch rokov a minuloročnom víťazstve, možno Slovákov právom zaradiť k svetovej špičke v stavebno-technologickom plánovaní.

Tím pod vedením Tomáša Funtíka, doplnil skúsený Pavol Mayer, ktorý sa súťaže zúčastnil už v predchádzajúcich ročníkoch. Tento rok sa k nemu pridali aj nováčikovia Juraj Lormusz, Ondrej Soják a Jakub Takács. Cieľom súťaže, ktorú už piaty rok organizuje softvérová firma Synchro Software, bolo využitie 4D plánovania na vyriešenie ľubovoľnej problematiky z oblasti výstavby, s ktorou sa stretávajú realizátori na stavbách. Študenti sa zamerali okrem optimalizácie plánovania výstavby s využitím smart senzorov aj na efektívnu kontrolu prostredníctvom špeciálnych okuliarov pre zmiešanú realitu.

„Benjamin Franklin povedal, že ak zlyháte v príprave, ste pripravení zlyhať. V stavebníctve to platí rovnako, pretože len dobre naplánovaná stavba sa môže skončiť kvalitne a na čas. Dôležité však je dostávať aj pri realizácii správne informácie včas, vedieť s nimi pracovať a rýchlo sa rozhodovať. Preto sme sa rozhodli vyriešiť ako ich dostať do plánu výstavby čo najskôr,“ vysvetľuje Pavol Mayer - doktorand na SvF STU.

Softvér Synchro slúži primárne na modelovanie priebehu výstavby a nákladov v čase. Študenti STU prepojili 3D BIM model stavby s jej harmonogramom (vznik 4D BIM modelu) a navyše našli spôsob ako takýto model v reálnom čase aktualizovať informáciami zo smart senzorov merajúcimi pevnosť betónu. „Senzor položíte do čerstvého betónu a on meria jeho teplotu, čím nepriamo získate informáciu o pevnosti. Senzor má v sebe zabudovaný vysielač, ktorý získané informácie ihneď odosiela na server. Tenje pre stavbyvedúceho dostupný z PC, alebo smartfónu,“ hovorí Juraj Lormusz.

Požadovanú pevnosť betón dosiahne v priebehu niekoľkých dní, záleží to od rôznych faktorov, napr. od typu, zloženia, spracovania, alebo počasia. Informácie zaznamenané zo senzorov sú dôležité nielen kvôli ošetrovaniu, no najmä kvôli presnému stanoveniu termínu možného oddebnenia konštrukcie. „Jeden meter kubický betónu má asi 2,5 tony, s výstužou ešte viac. Celú hmotnosť drží debnenie, ktoré by sa malo odstrániť, až keď je betón dostatočne pevný - t. j. dosiahne statikom určenú konštrukčnú pevnosť. Lenže kedy presne to je, keď existuje množstvo vplývajúcich faktorov? V prieskume, ktorý sme realizovali pred súťažou sme zistili, že na mnohých stavbách je rozhodujúce pre odstránenie meranie Schmidtovým tvrdomerom v kombinácii s osobnými skúsenosťami stavbára, “ vysvetľuje Ondrej Soják.

Na trhu dostupné smart senzory však merajú presnejšie, neustále, úplne samé a informácie z nich sú dostupné kedykoľvek a kdekoľvek. Ich využitie je preto bezpečnejšie a navyše je vďaka nim možné urýchliť cyklus výstavby, čo je efektívne aj finančne. „Povedali sme si, že tieto informácie musíme dostať k technikovi na stavbe čo najrýchlejšie, preto sme pracovali na tom ako automaticky odosielať údaje zo servera priamo do 4D BIM modelu. Keď zodpovedný pracovník dostane správne informácie včas, je len na ňom ako sa rozhodne. Ak betón nadobudne požadovanú pevnosť skôr ako sa predpokladalo, môže oveľa efektívnejšie naplánovať nasledovné procesy. Táto informácia má ešte väčší význam v prípade, ak zistí, že vplyvom prostredia pevnosť nabieha pomalšie. Predčasným oddebnením by mohlo dôjsť zrúteniu konštrukcie, čo spôsobí nielen veľké materiálne škody, ale je priamym ohrozením zdravia pracovníkov a možno vďaka tomu táto informácia aj niekomu zachráni život,“ dopĺňa Jakub Takács.

Zmiešaná realita priamo na stavbe

„Predstavte si, že stojíte na rozostavanej stavbe, kde okrem reálnych hotových stien a stropov môžete cez špeciálne okuliare vidieť aj budúce konštrukcie, napríklad priečky, potrubia, alebo aj to ako sa stavajú. My sme našli prepojenie, ako pri pohľade na čerstvý betónový strop vidieť jeho aktuálnu teplotu a pevnosť,“vysvetľuje Pavol.

Pri svojej práci na to využili okuliare na zmiešanú realitu Microsoft Hololens, ktoré sa dajú výborne využiť aj na kontrolu vyhotovených konštrukcií, plánovanie realizácie v existujúcich miestnostiach, či pri koordinačných poradách. „S Hololensami sme napríklad kontrolovali výstuž na stavbe alebo sme si model budovy premietali na stole v pracovni,“ hovorí Juraj. „Dnes sa pomocou dostupnej technológie môžete koordinačnej porady bratislavskej stavby teoreticky zúčastniť aj z lehátka na Bali, pretože všetci vidia a riešia tú istú vec v modeli a nie je nutné hrbiť sa nad výkresmi, “ dopĺňajú ho Ondrej s Jakubom.

Hardware a software na takýto výskum však stojí tisíce eur, a tak boli študenti obmedzení výkonom svojich počítačov či časom zapožičania spomínaných okuliarov. „Víťazstvo v oboch ročníkoch je pre nás veľmi dôležitézhľadiska osvetyv oblasti digitalizácie stavebníctva a podpore inovatívnych riešení na reálnych projektoch. Dnes ešte stále mnohí investori a realizátori netušia o výhodách BIM, pritom je to jeden z najefektívnejších nástrojov súčasnosti na kontrolu výstavby a financií, či správu objektu,“ hovorí Tomáš Funtík - pedagóg Stavebnej fakulty STU a viceprezident BIM asociácie Slovensko.

Kým v zahraničí pojem digitalizácia stavebníctva už nie je novinkou a na základe vládnych nariadení sa rozvíja na princípoch štvrtej priemyselnej revolúcie tzv. iniciatívy Industry 4.0 (napr. v ČR Iniciatíva Stavebnictví 4.0, alebo v Nemecku Planen-Bauen 4.0) na Slovensku sú tak priekopníkmi digitalizácie na svetovej úrovni ešte stále najmä budúci stavební inžinieri.

„V súčasnosti hľadáme spôsob ako študentom vytvoriť vhodné podmienky na realizáciou obdobných projektov, pretože si uvedomujeme, že hardvérové a softvérové vybavenie, ktoré nevyhnutne potrebujú na riešenie je pre nich finančne veľmi náročné, a nemôže si ho teda dovoliť každý. Sme presvedčení, že kvalitne pripravení absolventi budú jednoznačne prínosom pre stavebnú prax.“dodávajú Tomáš a Pavol.

Video: https://youtu.be/7YEO_d0oa70

Simulácia výstavby: https://youtu.be/-rfNDzBjHNI