2018. október: jegyzet, portré, fizika, egyetem, disszemináció, tudomány, genomika, orvostudomány, neutronkutatás, gépipar, innováció, okostechnológia, energiagazdálkodás, it, építés, közlekedés, megújuló energia, zöldkörnyezet
2018. október 3.

Szerző:
Horváth Dániel

Információtechnológia az építőiparban

Talán nincs még egy olyan iparág, amely az építőiparnál jobban függne a gazdaság általános állapotától. A visszaesés első jeleire a megrendelők visszafogják építési beruházásaikat. Sokan erre az innovációs ráfordítások csökkentésével reagálnak, pedig a helyes reakció épp ennek az ellenkezője: a közeljövőben csak az az építőipari vállalkozás számíthat eredményekre, amely állva marad a fejlesztési versenyben.


Bár az utóbbi években mintha magához térő építőipar láttán azt várjuk, hogy a terület szereplőinek fejlesztési hajlandósága is javul, kérdés, hogy ez így van-e valójában. Nos, az Építésügyi Minőségellenőrző Innovációs (ÉMI) Nonprofit Kft. kutatása alapján úgy tűnik, hogy igen.
„Viszonylag friss információink vannak a hazai többségi magyar tulajdonú vállalkozások innovációs potenciáljáról, mert az év elején részt vettünk egy erről szóló kutatásban” – tudtuk meg Buday-Malik Adrienntől, az ÉMI fejlesztési igazgatójától. Az ÉMI Magyarország legnagyobb építőipari innovációs intézménye, szakértőik a teljes iparág fejlesztéseit segítik, nyomon követik, ellenőrzik. 2000 óta aktívan részt vesznek az Európai Unió Horizont 2020 kutatás-fejlesztési keretprogramjában. Jelen vannak egyebek között a kulturális örökség innovatív védelme, okosváros megoldá­sok, illetve innovatív szakemberképzési területeken. „Hazánk meghatározó építőipari intézményeként feladatunknak tekintjük, hogy a hazai vállalkozások aktivitása javuljon a keretprogramban való részvételt illetően. Az ágazatban a kutatás tanulsága szerint legalább 50-60 vállalkozás bír jelentős innovációs potenciállal.”

A magyar építőipari innováció gyorsuló ütemét érzékeli Semmelweis Tamás építészmérnök, az Építéstudományi Egyesület alelnöke is.
„Az építőipar egyre gyorsuló ütemben használ új technológiá­kat és új építőanyagokat. Azonban kérdéses, hogy pontosan mit is nevezünk innovációnak? Vajon attól, hogy egy anyag vagy technológia új, már rögtön innovációnak tekinthető-e? – teszi fel a kérdést Semmelweis Tamás. – Gyakran keveredik ugyanis a marketing a valós innovációkkal. Az építőiparban – hasonlóan más gazda­sági ágakhoz – trendek érvényesülnek, minden kornak megvannak a maga népszerű innovációi. Az elmúlt tíz évben nyilvánvalóan az egyik ilyen előretörő trend az energetika, ezen belül a hőszigetelő anyagok egyre elterjedtebb alkalmazása és a nyílászárók folyamatos fejlesztése, illetve az ezekkel kapcsolatos kihívások megoldása. A másik jellemző trendet összefoglaló néven intelligens házaknak nevezhetjük.”

Az építőiparban – hasonlóan más gazdasági ágakhoz – minden kornak megvannak a maga népszerű innovációi. Az elmúlt tíz évben az egyik ilyen előretörő trend az energetika, ezen belül a hőszigetelő anyagok egyre elterjedtebb alkalmazása és a nyílászárók folyamatos fejlesztése, illetve az ezekkel kapcsolatos kihívások megoldása.

Az időtényező és a költséghatékonyság

Az ÉMI fejlesztési igazgatója elmondta, hogy a magyarországi építőipari ágazat akkor tudja kiaknázni az innovációs potenciálját, ha eredményesen talál válaszokat az építőiparban aktuálisan jellemző kihívásokra. Az egyik fő nehézség az időtényező (a beruházások megvalósulásának futamideje). Az iparágnak fontos szerepe van a más gazdasági ágak szempontjából is kritikus infrastruktúra létrehozásában. A beruházások gyorsaságának tehát elsődleges a jelentősége. Az innovációs projektek zöme ezért az építéshez szükséges időt igyekszik lerövidíteni, például előregyártott elemek, kész házak fejlesztésével. A másik kihívás, ahogy szinte az egész gazdaságban, a költséghatékonyság, ezért minden vállalkozás alapvető érdeke, hogy az új fejlesztések olcsóbbá tegyék a működését és a beruházásokat – tette hozzá a szakember.
Az építőipar rendkívül érzékeny a gazdaság egészének állapotára, hiszen a szereplők hajlamosak építési beruházásaikat a visszaesés első jeleire visszafogni. Kérdés, hogy az iparágon belül is érvényesülnek-e hasonló trendek, tehát a kevésbé felfutó időszakokban jelentősen csökken-e az innovációs aktivitás, majd a bővülés éveiben érezhetően aktivizálódnak-e a fejlesztések? Az ÉMI fejlesztési igazgatója szerint ez nem ilyen egyszerű, hiszen a vállalkozások döntéseit számos tényező, legfőképpen a támogatások rendszere befolyásolja.
„Az építőipari innováció aktivitása erősen függ attól, hogy milyen európai uniós finanszírozású, illetve társfinanszírozású beruházások folynak az országban. Ebben a fejlesztéspolitikai ciklusban jelentős források kerülnek az ágazathoz – mutatott rá Buday-Malik Adrienn. – Az építőipar tehát mozgásban van, de az építőipari vállalkozásoknak a keresleti igényeket követniük kell kapacitásoldalon is. Azok a vállalkozások lehetnek igazán sikeresek, amelyek innovatív megoldásokat találnak, alkalmaznak majd. A nehézségek hátterében elsősorban a szakemberhiány húzódik. Itt nem csak a mérnökökre kell gondolni, hiszen szakmunkásból sincs elegendő. Ezen a szakképzés fejlesztésével, illetve a munkavégzés hatékonyságának növelésével, például egyes munkafázisok automatizálásával is lehet javítani. Az alkalmazott kutatás-fejlesztési projektek megoldást kínálnak e problémákra, és az ágazat fenntarthatóságát biztosíthatják.”

A teljes életciklusra tervezni

Az iparág kihívásainak hivatott megfelelni az a komplex fejlesztési konzorcium is, amely a Miskolci Egyetem kutatóinak vezetésével alakult, és amelyben az ÉMI mérnökei is aktívan részt vesznek. Ez a Miskolci Egyetem Felsőoktatási és Ipari Együttműködési Központ (FIEK) közös kutatói hálózatának keretében zajló GINOP-projekt, amelynek a Miskolci Egyetem és az ÉMI mellett tagjai a BorsodChem, a Robert Bosch Energy and Body Systems, illetve a Starters E-Components Generators Automotive Hungary is.
„A piaci igényekre választ adó projekt innovatív és környezetbarát építőanyagok, szerkezeti elemek, illetve intelligens épületek kifejlesztését, felügyeletét célozza – mondja Buday-Malik Adrienn. – Fejlesztéseink eredményeképpen az építőipari hulladékok újra­hasznosíthatóvá válnak az új szerkezeti elemekben, szigetelőanyagokban. Kutatási szemléletmódunk tehát az épületek teljes életciklusát figyelembe veszi, kollégáink fejlesztőmunkájuk során az el­következő évtizedekben felmerülő költségeket és hasznokat egyaránt szem előtt tartják.”
E kutatóprogram egyik „lába” a szigetelőanyag-fejlesztés. A mérnökök azt vizsgálják, hogy hogyan lehet műanyaghulladékot használni a szigeteléshez anélkül, hogy – az efféle megoldásokkal szemben gyakran megfogalmazott ellenvetések szóhasználata szerint – „műanyagba csomagolnánk a házat”. Magyarul javítani igyekszenek a szigetelés légáteresztő képességét, hővezetését, párataszítását, valamint cél a költségek és a vastagság csökkentése, szerves hulladékok beépítése. A projekt végére a vállalások szerint piacképes prototípusok jönnek létre.
Noha a betont már évezredek óta ismeri az emberiség, hiszen például a római Pantheon kupolája is betonból készült, ma is ez az építőanyag az innováció egyik slágertémája. Az ÉMI kutatói, szakértői is foglalkoznak betonnal, a hulladékok újrahasznosítását vizsgálják, és a szigetelőképességet igyekeznek fejleszteni. Ma már vannak olyan betontermékek, amelyekbe polisztirolgyöngyöket, üveget kevernek. Míg korábban mindent megtettek a beton elrejtéséért, mára a látszó beton vált kifejezetten divatossá.

A beton az építőipari innováció egyik slágertémája. Felmerül a hulladékok újrahasznosítása és a szigetelőképeség fejlesztése. Vannak olyan betontermékek, amelyekbe polisztirolgyöngyöket, üveget kevernek, és míg korábban a betont elrejtették, mára a látszó beton vált divatossá.

Az innováció talán legismertebb kulcsszava manapság az Ipar 4.0 (Construction 4.0). Sokan sokféleképpen használják e kifejezést, de abban a legtöbben egyetértenek, hogy ez a gyakran negyedik ipari forradalomnak nevezett jelenségsorozat a gyártástechnológia teljes átalakulását, a robotizációt, automatizálást jelenti, és az információtechnológia teljes „hatalomátvételével” fog járni. Ebből adódik, hogy a leggyakrabban a gépgyártással és a járműiparral kapcsolatban találkozunk ezzel a kifejezéssel. Kevésbé magától értetődő, hogy mindennek az építőiparban is lehet relevanciája.

Okos vagy okoskodó ház?

Ahhoz, hogy egy épületet intelligensnek nevezhessünk, működése pedig hatékony és fenntartható legyen, már a tervezés első pillanatától szem előtt kell tartani ezeket a szempontokat. Az „okossághoz” ugyanis olyan szerkezeti elemekre, érzékelőkre van szükség, amelyek elhelyezése az építés során sokkal egyszerűbb, mint utólag. A Miskolci Egyetem vezetésével megvalósuló FIEK-projekt ezen a területen elsősorban betonelemekbe integrált szenzorrendszereket fejleszt.
„Nem lehet minden épületet azonos séma szerint »okosítani«, minden esetben egyéni megoldásokat kell alkalmazni ahhoz, hogy a beépítendő érzékelők valóban szerves részét képezzék az épületnek, és annak állapotáról folyamatosan tudósítva ellássák feladatukat – magyarázza Buday-Malik Adrienn, az ÉMI fejlesztési igazgatója. – Ha már az építéskor beszerelik a szenzorokat, akkor később nem kell megbontani a szerkezeti elemeket. A kutatás-fejlesztés célja, hogy az épület várható élettartamára optimalizáltan időtálló szenzorokat legyen mód elhelyezni a szerkezeti elemekbe építve, amelyek sok-sok évig szolgáltatják az adatokat. Ha előre gondolkodunk, az épületek üzemeltetése optimalizálhatóvá válik.”
Az érzékelők rendkívül sokféle adatot képesek mérni és továbbítani, amelyek segítségével a központi számítógép komplex képet alkothat az épület fizikai és kémiai állapotáról. Például azonnal értesülni lehet a szerkezeti elemekben keletkezett hajszálrepedésekről, a páratartalomról, a hőmérsékletről (amely például tűz esetén lehet igen hasznos), a levegő-összetételről, de sok más ergonómiai, biztonságot és a bent lakók egészségét érintő információ nyerhető a szenzorok által. Hasonló megoldások nemcsak az épületek esetében, de például az út- vagy vasútépítés területén is létrejöhetnek, sőt ezekben a szegmensekben a fejlesztések már jóval előrehaladottabb stádiumban vannak.
A szenzorok mérései alapján a komputer alapvetően ajánlásokat fogalmaz meg az üzemeltetőknek. Tehát nem arról van szó, hogy a számítógép teljesen automatikusan döntene a szerinte szükséges beavatkozásokról, és nem is biztos, hogy ez lenne a fejlesztések hosszú távú célja. Mindezek segítségével egyszerre lehet gazdasági és környezeti szempontból is optimálisan fenntartani az épületeket.

Noha az intelligensház-koncepció kétségtelenül a modern építészet egyik „legforróbb” trendje, ahogy minden irányvonal, ez sem mentes ellentmondásoktól, kihívásoktól.
Semmelweis Tamás megemlít néhány problémát is, amelyeket a túlzott és átgondolatlan „okosítás” szülhet a ma már nemcsak az ipari, illetve közületi szektorban, de a lakossági területen is megjelenő intelligens házak és a hozzájuk kapcsolódó tervezési, automatizálási megoldások esetében. Érvelése szerint a legtöbb megrendelő csupán azt látja a hirdetésekben, hogy okostelefonjáról vezérelheti az épület összes funkcióját a fűtéstől az öntözőrendszeren át a redőnyökig, és ez természetesen sokak számára igencsak vonzó. Ugyanakkor a lehetséges hátulütőkkel nem, pontosabban már csak későn szembesülnek. Hiszen például a beépített rendszerek fenntartása, szervizelése számos problémát vethet fel. Kérdéses például, hogy egy kisebb településen épített okosházhoz honnan és mennyi idő alatt tud kiérni a szerelő, aki inkább szoftvermérnök lesz, mint kétkezi munkás.

A lakossági területen is megjelenő intelligens házak automatizálási megoldásai vonzóak, ám e házak életciklusát figyelembe véve a környezetvédelmi indokoltságuk és anyagi megtérülésük is kérdéses. A beépített rendszerek fenntartása, szervizelése számos problémát vethet fel, az energiaszámlán megtakarított összegek többszörösét viszi el a szervizeltetés. Ugyanakkor egy épület életidejét figyelembe véve az elkövetkező évtizedek még nem látható fejlesztéseit is képes kell legyen befogadni.

„Én úgy látom, hogy az építőiparban a lovas szekértől nagyon gyorsan eljutottunk az űrhajókig, holott sok esetben csak egy megbízható, nem túl gyors, megfizethető családi autót szerettünk volna magunknak – hoz járműipari hasonlatot Semmelweis Tamás. – Kérdés, hogy minden esetben szükségünk van-e az intelligens házak jelentette technológiai szintre, főleg ilyen drágán. Szakértői szemmel ezek teljes életciklusát figyelembe véve a környezetvédelmi indokoltságuk is megkérdőjelezhető, de az anyagi megtérülés is kérdéses. Vizsgálandó, hogy mindent egybevetve kisebb környezeti terhelést jelentenek-e ezek az épületek (az építést és a hulladékkezelést is figyelembe véve), mint a hagyományos épületek. Erről egyre komolyabb szakmai viták folynak.”
Az intelligensház-koncepció eredeti mozgatórugója az, hogy az épület a lehető leghatékonyabban működhessen. Ezt szolgálja mindaz a szoftver és hardver, amelyet beépítenek a tervezés során. Csakhogy az építészmérnök – aki maga is tervez intelligens házakat – érvelése szerint gyakran ezzel együtt olyan bonyolulttá válik a rendszer, hogy az jelentősen megnöveli a meghibásodás veszélyét. Ha pedig ez bekövetkezik, akkor a tulajdonos nem tud megfogni egy franciakulcsot, hogy meghúzzon egy kilazult csavart, hiszen sem fizikailag, sem tudását illetően nem fér hozzá a hiba forrásához. Emiatt a legapróbb meghibásodások esetén is szakembert kell hívni. Persze létezik (bár Magyarországon meglehetősen szűk) az a megrendelői kör, amely még a jelentős többletköltségek dacára is szeret mindent a telefonjáról irányítani a házában. És még az sem zavarja, hogy esetleg az energiaszámlán megtakarított összegek többszörösét viszi el a szervizeltetés, hiszen az élete kétségtelenül jóval kényelmesebb. Ám sokan vannak, akik úgy látják, hogy az intelligens ház sohasem fogja behozni a többletköltségeit, úri huncutságnak tartják és elutasítják. Mérnök szemmel ezt is tévedésnek tartja.
„Az építészetben még mindig ötven-száz évre tervezzük az épü­leteket. Senki sem lát a jövőbe, így nagyon nehéz ma úgy megtervezni az épületeket, hogy azok az elkövetkező évtizedek fejlesztéseit is képesek legyenek befogadni – veti fel az innovatív építészet egyik legnagyobb kihívását Semmelweis Tamás. – Ez főleg a komputerizációra igaz, hiszen a számítógépek és szoftverek elavulási üteme össze sem vethető az épületek életidejével. Fogalmunk sem lehet, hogy hol fog tartani fél évszázad múlva a számítástechnika. Egy ismeretlen jövőnek tervezzük a házainkat. E kényszer merőben újszerű technológiai megoldásoknak fog teret adni a moduláris építészettől a fejleszthető struktúrákig.”

Kiterjesztett valóság
A digitalizáció sok más trendje is érezteti hatását az építőiparban. Talán a kiterjesztett valóság példáján keresztül érthetjük meg igazán, hogy azok a technológiák, amelyekről elsőre senki sem gondolná, hogy bármi közük lehet az épületekhez, mégis megjelennek ebben az iparágban is. A kiterjesztett valósággal mindenki találkozott, aki látott már sportközvetítést. Nem jelent mást, mint hogy a kamera élőben közvetített képére egyéb, a jobb megértést segítő információkat illesztenek, és ezek folyamatosan követik a mozgókép változásait. Például egy úszóversenyen a versenyző előtt vagy éppen mögötte halad az érvényben lévő világcsúcs megdöntéséhez szükséges pozíció, vagy az atlétikai dobószámokban a képernyőn jelzik az aranyéremhez szükséges távolságot. Buday-Malik Adrienn elmondta, hogy e technológia segítségével például költséges felújítási, átalakítási műveletek előtt tekinthetik meg a beruházók, hogy hogyan nézne ki az épület átalakítás után. A számítógép a kamera által látott képre háromdimenziós grafikával ráilleszt például egy új burkolatot, még egy emeletet és így tovább. Noha e technológia nem változtat közvetlenül az építőiparban használatos anyagokon vagy eljárásokon, mégis hozzájárulhat a hatékonysághoz, a költségek lefaragásához, és legfőképpen növelheti a megrendelő elégedettségét.

A szélsőségek és trendkövetés kritizálása mellett Semmelweis Tamás építészmérnök határozottan cáfolja, hogy ő szkeptikus lenne általában az innovációkkal kapcsolatban. Épp ellenkezőleg, egyetért azzal, hogy nagy áttöréseket hoznak a jelenlegi fejlesztési programok – már amelyek valóban innovációnak tekinthetők. Ugyanakkor szerinte sok a félrevezető szólam. „Ha elmegyünk egy építőanyag-kereskedésbe, minden innovatív és környezetbarát, még a műanyaghabok is, mást szinte nem is tudunk venni.” Az említett habosított műanyagokat példaként hozva felveti, miként lehet ugyanaz az anyag környezetbarát, amikor feltesszük a falra (hiszen ezzel nő az épület energiahatékonysága), és környezetszennyező is egyben, amikor levesszük onnan (a szívószálakat például betiltják).

Egy építőanyag-kereskedésben ma már minden innovatív és környezetbarát, még a műanyaghabok is. Egy habosított műanyag szigetelő valóban környezetbarát, amikor feltesszük a falra, hiszen ezzel nő az épület energiahatékonysága, ám környezetszennyezővé válik, amikor levesszük onnan.

Az építész arra is felhívja a figyelmet, hogy azok az építőipari vállalatok is jelentős fejlesztőkapacitással rendelkeznek, amelyekről kevesebb szó esik, illetve nem szerepelnek állandóan a sajtóban. E fejlesztések motorja pedig sokszor az olcsó másolatok elleni küzdelem. Az olasz kerámiagyártók például azért rukkolnak elő újabb és újabb, akár több négyzetméteres burkolólapokkal is, mert ezek gyártástechnológiáját egyelőre még nem képesek leutánozni a kínai és más távol-keleti üzemek. Még kevésbé látványos innováció, hogy a PVC-burkolat-gyártók folyamatos fejlesztéseik révén kezdik elhagyni termékeikből azokat az illékony és az egészségre is veszélyes oldószereket, adalékokat, amelyek miatt korábban nem volt ajánlható a PVC-padló.
A tervező szakértők által ünnepelt fejlesztések gyakran nem esnek egybe azokkal az újításokkal, amelyek – az eredményes mar­keting jóvoltából – híressé válnak a laikus megrendelők körében. Semmelweis Tamás részben a marketing és a valós innováció összemosódásában látja az okát annak, hogy az energetikai, illetve a megújuló energiahordozókra irányuló beruházások gyakran nem hozzák meg az elvárt eredményt.
Az építészmérnök szerint hihetetlenül izgalmas új vívmányok várhatók a közeljövőben, de ezek nagyfokú rugalmasságot követelnek meg az építőiparban dolgozó szakemberektől. Nem csak a mérnököktől, a szakmunkásoktól is. A szakember főként a ki­vitelezésben tart problémáktól. A szakképzés jelenlegi hiányosságai miatt nehezen tudja elképzelni, hogy a ma vagy a múltban képzett építőmunkások eredményesek lehetnek a jövő építőiparában, amelyet – hasonlóan az élet minden más területéhez – átsző a digi­talizáció, az automatizálás, az egyre fejlődő 3D-s nyomtatás. Ugyanakkor a hazai építőipari vállalkozások – ha talpon akarnak maradni – már ma is folyamatos fejlesztési kényszerben léteznek, és ez csak erősödni fog a jövőben. Azok pedig, akik a kutatási eredményeket és a piaci igényeket együttesen értékelve megalapozott fejlesztési célokat tűznek ki, és valóban újszerű megoldásokkal rukkolnak elő, nemcsak a megrendelők számára tudnak jobb, hatékonyabb, élhetőbb épületeket emelni, de üzletileg is sikeresebbek lehetnek.•

 
Innotéka