La digitalizzazione nel settore delle costruzioni non è ancora molto avanzata. Alcuni stanno cercando di sviluppare moderne tecnologie di pianificazione e produzione in un concetto integrato. Una conversazione con l'architetto Hans Drexler sui nuovi strumenti e su come usarli.
Digitalizzazione del settore edile: il progetto di costruzione dell'architetto Hans Drexler
L'architetto di Francoforte Hans Drexler, insieme al professore di architettura di Stoccarda Achim Menges, ha progettato il prototipo di una piccola casa per la mostra internazionale dell'edilizia IBA Turingia. Da un lato, l'obiettivo era dimostrare il potenziale del materiale da costruzione regionale legno con l'aiuto di strumenti digitali all'avanguardia. In secondo luogo, un flusso di lavoro completamente assistito da computer, dalla progettazione all'esecuzione in cantiere. In breve: il progetto di costruzione ha testato le possibilità di digitalizzazione del settore edile. Gli architetti hanno progettato varie forme geometriche e hanno immediatamente simulato i passaggi successivi sul computer per quanto riguarda i tempi di costruzione, il consumo di materiale, l'isolamento o le dimensioni dell'edificio.
Per il loro prototipo, hanno fatto ricorso all'idea classica della casa in legno. Tuttavia, hanno variato il concetto. Invece del solito impilamento orizzontale, hanno disposto le travi di legno verticalmente e in forma libera. Utilizzando strumenti digitali, i componenti in legno possono essere uniti in modo molto preciso e a tenuta d'aria. I valori di isolamento del materiale sono notevolmente migliori. Ciò ha permesso di produrre Your-Best-Home.net quasi esclusivamente in legno. Qui il legno è allo stesso tempo struttura portante, guscio e coibentazione. Questo metodo di costruzione è sostenibile fin dall'inizio e facilita il riciclaggio in seguito.
Il progetto modello mostra anche che la pianificazione e la produzione digitali integrate rendono possibili anche nuove forme, oltre alla costruzione rettangolare tipica delle piccole case. Il prototipo, ancora in piedi, ha pareti e soffitti leggermente contorti. Questo dà alla piccola casa un'oscillazione insolita.
La progettazione parametrica e le metodologie costruttive hanno consentito alla Timber Prototype House, presentata all'IBA Thuringia di Apolda, di avere una curva dinamica. Gli strumenti digitali utilizzati da architetti e imprese di costruzioni portano anche a nuove forme: la piccola casa lo dimostra molto bene.
L'architetto Hans Drexler in un'intervista sulla digitalizzazione del settore edile
Abbiamo parlato con l'architetto Hans Drexler delle opportunità di costruire con strumenti digitali e cantieri intelligenti.
Gli uffici di architettura progettano con l'ausilio di computer da oltre 30 anni. Ma i passaggi successivi sono difficilmente influenzati dalla digitalizzazione. Cosa c'è di nuovo?
L'interfaccia tra pianificazione e produzione è particolarmente interessante oggi. Ci siamo occupati di questo nel nostro progetto IBA in Turingia. Abbiamo esaminato come la progettazione tridimensionale e intelligente dello studio di architettura possa essere utilizzata direttamente come base per la produzione. Sono possibili grandi guadagni di efficienza. Ad esempio, quando si scambiano idee tra artigiani, progettisti specializzati e studi di architettura. Ma il salto davvero interessante sarebbe quello di ridurre le perdite per attrito tra progetto e cantiere.
Cosa ti interessa?
Oggi molte cose vengono fatte due e tre volte nella costruzione: prima noi architetti progettiamo in ufficio, poi l'ingegnere strutturista ricomincia e fa la sua pianificazione tridimensionale e qualcun altro fa la pianificazione bidimensionale per l'attrezzatura tecnica dell'edificio, il TGA. Poi vengono le società esecutrici, spesso con la propria pianificazione. Tra questi mestieri abbiamo poi sempre un complesso controllo di qualità. È costoso e richiede molto lavoro.
Come potrebbe essere semplificato?
Perché ciò avvenga, la digitalizzazione nel settore delle costruzioni dovrebbe essere spinta notevolmente oltre. Molte operazioni funzionano ancora in modo molto manuale. Nella costruzione del guscio vengono anche sperimentati robot e tutti i possibili processi di automazione. Ma questo è ben lungi dall'essere rilevante nella pratica. La digitalizzazione nell'edilizia oggi è per lo più limitata all'approvvigionamento di materiali, alla logistica e al controllo qualità.
Perché la costruzione procede così lentamente?
Quando costruisci una casa, di solito hai a che fare con oggetti unici. L'automazione e la digitalizzazione sono particolarmente utili se si pensa in termini di serie più grandi. Quando costruisco decine di migliaia di qualcosa, un flusso di lavoro progettato razionalmente è ovviamente più interessante di quando si tratta di un massimo di poche copie.
La costruzione in legno è un passo avanti, no?
Sì, l'automazione è più avanzata nella costruzione in legno. La percentuale di prefabbricazione in fabbrica è notevolmente più alta. Nella falegnameria ci sono spesso linee di produzione controllate da computer e robot. Difficilmente potresti guidare in cantiere con tali dispositivi. Sarebbe troppo soggetto a errori. La costruzione in legno ha molti processi, come il taglio, adatti al controllo digitale. Esistono già robot in grado di spostare o collegare parti. L'automazione si sta facendo strada qui passo dopo passo. C'è un grande potenziale per processi di costruzione efficaci in futuro.
È per questo che hai scelto il legno come materiale per la tua casa di prova?
Volevamo ottenere i dati per la produzione direttamente da un modello 3-D nel computer. Non c'erano nemmeno le classiche piante dell'edificio, solo il modello nel computer. Da questo abbiamo ottenuto i dati di controllo per la fresatrice CNC. Per poter lavorare in questo modo, abbiamo deciso di realizzare l'intero edificio con un unico materiale. In questo caso da legno locale.
Il legno deve poter fare molto!
Sì, dovrebbe essere una struttura portante, cioè dovrebbe occuparsi della statica, ma anche dell'isolamento termico e dei giunti strutturali. Ad esempio, abbiamo ulteriormente sviluppato i tradizionali nodi da falegname in modo che possano essere prodotti anche con una fresatrice CNC. Le parti in legno vengono posizionate sulla macchina, fresate e poi assemblo tutto. È fondamentalmente come un grande sistema Lego in legno, anche se sembra molto diverso. Tutto avviene senza viti o colla.
I giunti sviluppati per la piccola casa sono fresati a controllo computerizzato. La loro precisione consente di fare a meno di adesivi o connessioni in metallo. Le scanalature fresate nelle pareti nella stessa operazione formano un cuscino d'aria termoisolante. Questa combinazione di materiale e tecnologia fa tendenza: la produzione robotica consente una produzione efficiente di componenti in grandi quantità, nonché un nuovo linguaggio di progettazione.
Il legno fa anche l'isolamento per te?
Sì, durante la produzione abbiamo fresato le camere d'aria nei componenti. Queste camere migliorano la conducibilità termica. Devi immaginarlo come un blocco cavo. L'effetto isolante è migliorato dalle inclusioni d'aria. Lo stesso si fa con i profili in legno. In questo modo siamo riusciti a ottenere molte funzionalità per l'edificio in un unico passaggio di produzione digitale. Abbiamo applicato solo esternamente il guscio esterno contenente l'acqua. Questo è ancora un po 'difficile con il legno.
Cosa significa digitalizzazione per la costruzione di case private?
Nella costruzione di case prefabbricate ci sono già numerosi sottopassi che vengono digitalizzati. Ma potrebbe andare molto oltre. E finora non esiste un sistema uniforme, ma ognuno fa un po 'per conto suo. Tuttavia: nel settore delle case prefabbricate, ci sono già stati significativi aumenti di efficienza grazie alla nuova tecnologia. E il mercato ne sta già beneficiando notevolmente.
Al momento si parla molto nel settore delle costruzioni di BIM, Building Information Modeling. Cosa significa questo per il costruttore di case?
Ciò si applicherà anche alle case unifamiliari. Perché ora è più lavoro farlo in modo diverso che pianificare un edificio in BIM. Tuttavia, sto parlando di un BIM semplificato qui. Ciò significa che lavori con un modello tridimensionale intelligente, in cui architetti e progettisti possono estrarre i loro disegni e dimensioni. Penso che almeno la metà degli uffici funzioni già in questo modo. E presto lo faranno tutti, anche nella costruzione di case unifamiliari.
Quanto tempo passerà prima che la digitalizzazione del settore edile sia progredita al punto in cui i robot fanno parte della vita quotidiana nei cantieri?
Penso che 15-20 anni siano un periodo realistico prima di poter parlare di un processo di produzione digitale completamente automatizzato. Non bisogna dimenticare che tutti gli standard, tutte le linee guida, tutti i metodi di calcolo e verifica per la costruzione sono basati su tecniche artigianali tradizionali. Tutto deve essere aggiustato. Anche il materiale verrà ripensato. C'è ancora molto lavoro di sviluppo da fare. I robot che costruiscono case saranno fantascienza per molto tempo.
