Καινοτομίες της παγκόσμιας βιομηχανίας κατασκευών

11 Δεκεμβρίου 2021

Η παγκόσμια βιομηχανία κατασκευών, όπως πολλές άλλες, δέχθηκε ένα αισθητό πλήγμα από την πανδημία κατά το έτος 2020. Το «πάγωμα» έργων και το κλείσιμο εργοταξίων επέφεραν στασιμότητα και συρρίκνωση του κατασκευαστικού τομέα. Εντούτοις και κόντρα στις προβλέψεις, η παγκόσμια βιομηχανία των κατασκευών ξεκίνησε, από την αρχή του 2021, μια ανοδική πορεία με εκτιμώμενη αύξηση της τάξης του 5% μέχρι το τέλος του έτους.

Τα αίτια αυτής της αύξησης οφείλονται σε δυο βασικούς παράγοντες:

-Στην διοχέτευση πόρων προς την κατεύθυνση των κατασκευών για την τόνωση των κρατικών οικονομιών, και

-Στην ευρεία διάδοση και εφαρμογή νέων προηγμένων κατασκευαστικών μεθόδων που επιτρέπουν, μεταξύ άλλων, την απρόσκοπτη εκτέλεση των εργασιών, ακόμα και στις περιοριστικές συνθήκες που διαμόρφωσε η υγειονομική κρίση.

Πλησιάζοντας το τέλος του τρέχοντος έτους, οι προβλέψεις για την ανοδική πορεία του κλάδου επιβεβαιώνονται και οι προσδοκίες για τη συνέχισή της αναπτερώνονται. Η εξέλιξη της τεχνολογίας φαίνεται πως αποτελεί την κινητήριο δύναμη της πορείας αυτής. Συνεπώς κρίνεται σκόπιμη η ανασκόπηση των επικρατέστερων τεχνολογικών εφαρμογών για κατασκευαστικά έργα και η περιγραφή της θετικής επίδρασης των καινοτόμων εργαλείων σχεδιασμού, κατασκευής και διαχείρισης. Τα τελευταία θα αποτελέσουν την αιχμή του δόρατος που θα χαράξει την μελλοντική πορεία της Παγκόσμιας Βιομηχανίας Κατασκευών.

Πεδία καινοτομίας και το μέρισμά τους στην αγορά των προηγμένων κατασκευαστικών τεχνικών

Μοντελοποίηση Κατασκευαστικών Πληροφοριών (BIM)

Ο σχεδιασμός είναι μια συνεργατική διαδικασία που απαιτεί την ενσωμάτωση διαφορετικών παραμέτρων που αφορούν το σύνολο του έργου και των εμπλεκόμενων μερών του. Η εγγενής δυσκολία της οργάνωσης των προϊόντων της εργασίας των διαφορετικών παραγόντων του έργου, έγκειται στο ζήτημα της οπτικοποίησης, σε πραγματικό χρόνο, όλων των αλλαγών που προκύπτουν καθώς εκτυλίσσονται οι διαδικασίες του διερεύνησης και προσδιορισμού των διαφορετικών στοιχείων και επιπέδων της κατασκευής. Τα προηγμένα εργαλεία BIM όχι μόνο παρέχουν μια κοινή βάση δεδομένων που επιτρέπει τη χρήση του ίδιου αρχείου για όλα τα επίπεδα σχεδιασμού, αλλά δίνουν και τη δυνατότητα οπτικοποίησης και ενσωμάτωσης διαχειριστικών και ενεργειακών παραμέτρων από τα πρώτα κιόλας στάδια του σχεδιασμού.

Προκατασκευή

Η κατασκευή εκτός εργοταξίου επιτρέπει το σχεδιασμό και την υλοποίηση στοιχείων της κατασκευής σε ελεγχόμενο περιβάλλον, όπως αυτό ενός εργοστασίου, γεγονός που περιορίζει την επίδραση αστάθμητων παραγόντων (π.χ. καιρικές συνθήκες) στη εξέλιξη της κατασκευής. Μπορεί να εφαρμοστεί για να βελτιώσει διαφορετικές πτυχές της υλοποίησης του έργου, όπως την ασφάλεια του προσωπικού, την ποιότητα και τη βιωσιμότητα της κατασκευής. Οι πιο διαδεδομένες εφαρμογές της προκατασκευής σχετίζονται με τη δομοστοιχειακή κατασκευή (modular construction), όπου τρισδιάστατες προκατασκευασμένες μορφές (π.χ. δωμάτια) συναρμολογούνται στην περιοχή του έργου σχηματίζοντας την τελική κατασκευή. Μια επίσης αξιόλογη εφαρμογή είναι αυτή της προκατασκευής και εγκατάστασης επίπεδων επιφανειών, που αντικαθιστούν συμβατικές τοιχοποιίες, δάπεδα και στέγες.

Ρομποτική

Οι δραστηριότητες της κατασκευής συγκαταλέγονται στις εργασίες υψηλής έντασης. Οι επαναλαμβανόμενες και χρονοβόρες εργασίες μπορούν να εκτελεστούν πιο αποδοτικά με τη χρήση αυτοματισμών. Επιπλέον, η μηχανοποίηση της κατασκευής ελαχιστοποιεί δραστικά όχι μόνο τις πιθανότητες εμφάνισης ανθρώπινου λάθους, αλλά και τις επιπτώσεις της κόπωσης του προσωπικού στην ποιότητα της κατασκευής. Εφαρμογές της ρομποτικής στο χώρο των κατασκευών περιλαμβάνουν αυτοματισμούς στις συγκολλήσεις, στο «δεσιμο» των οπλισμών σκυροδέματος, στους χρωματισμούς, στην κατασκευή πλινθοδομών και σε άλλες τέτοιες επαναλαμβανόμενες εργασίες, αυξάνοντας παράλληλα και την ακρίβεια με την οποία αυτές εκτελούνται. Επίσης, είναι δυνατή η αυτοματοποίηση βαρέων μηχανημάτων εκσκαφής, αποκομιδής και μεταφοράς φορτίων, σκυροδέτησης και κατεδάφισης, βελτιώνοντας την ασφάλεια της διαδικασίας κατασκευής και μειώνοντας το χρόνο της υλοποίησης. Οι εφαρμογές ρομποτικής μπορούν να αυξήσουν τη συνολική παραγωγικότητα του έργου, να απομειώσουν την ένταση της απαραίτητης χειρονακτικής εργασίας και να παρέχουν ασφάλεια κατά την εκτέλεση επικίνδυνων εργασιών.

Τρισδιάστατη εκτύπωση κατασκευών (Construction 3DPrinting)

Γνωστή και ως προσθετική κατασκευή (additive construction), η τρισδιάστατη εκτύπωση κατασκευών έχει αναδειχθεί ως μια βιώσιμη και αποδοτική μέθοδος υλοποίησης κατασκευαστικών έργων, είτε στο σύνολό τους, είτε τμηματικά, σε προκατασκευασμένα δομικά στοιχεία. Η κατασκευή εγείρεται σε επίπεδα-στιβάδες με τη χρήση καινοτόμων υλικών, με μεγάλη ευελιξία, που δεν απαιτούν τη χρήση καλουπιών. Οι προσθετικές κατασκευές παράγουν λιγότερα απόβλητα και απαιτούν λιγότερους πόρους (εργασία, υλικά κλπ) σε σχέση με τις συμβατικές κατασκευές και αποτελούν πλήρως αυτοματοποιημένες διεργασίες που εξαλείφουν το ανθρώπινο λάθος και αυξάνουν την παραγωγικότητα.

Διαχείριση κατασκευαστικών έργων

Η χρήση ψηφιακών εργαλείων διαχείρισης έργων αποτελεί μια ανερχόμενη τάση στο χώρο των κατασκευών. Αξιοποιεί λογισμικά και τεχνολογίες  του υπολογιστικού νέφους (cloud computing) για την επίτευξη των στόχων που σχετίζονται με τη διαχείριση κόστους, χρόνου και ποιότητας. Οι παράμετροι που αφορούν τη διαχείριση του έργου μηχανοποιούνται για όλα τα στάδια της κατασκευής και εμπλουτίζουν τη εργαλειοθήκη του υπεύθυνου του έργου με βελτιωμένες δυνατότητες πρόβλεψης, διαχείρισης και οργάνωσης. Έτσι μειώνονται τα απορρίμματα των κατασκευών, αυξάνεται η παραγωγικότητα και διασφαλίζεται η έγκαιρη παράδοση του έργου.

Καινοτόμα Δομικά Υλικά

Καθώς η παγκόσμια βιομηχανία στρέφεται προς την οικολογική προσέγγιση των κατασκευών, η ανάπτυξη νέων δομικών υλικών συνδράμει στην επίτευξη των στόχων της καινούριας αυτής κατεύθυνσης. Η τρισδιάστατη εκτύπωση με σκυρόδεμα ή βασάλτη αποτελεί διαδεδομένη εφαρμογή που βελτιώνει τις υφιστάμενες μεθόδους κατασκευής. Νέα υλικά που αξιοποιούν μικροοργανισμούς και βιοχημικές διεργασίες μπορούν να προσδώσουν ικανότητες αυτοϊασης στα δομικά στοιχεία, ενώ βιώσιμα υλικά όπως το συνθετικό μυκίλιο και τα βιοπλαστικά αποτελούν επίσης εναλλακτικές επιλογές που κερδίζουν έδαφος. Τέλος, συνθετικά υλικά όπως το αεροτζέλ (aerogel), το γραφένειο, διάφορα προϊόντα με βάσει τον άνθρακα, υδροκεραμικά και νανο-υλικά, παρουσιάζουν βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες.

Ασφάλεια Προσωπικού

Η ασφάλεια παραμένει μια από τις πιο παραμελημένες πτυχές των κατασκευαστικών έργων καθώς οι κατασκευαστικές εταιρείες επικεντρώνονται στην ελαχιστοποίηση του κόστους υλοποίησης. Καινοτομίες στον τομέα της ασφάλειας περιλαμβάνουν εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκπαίδευση του προσωπικού, μειώνοντας την πιθανότητα ατυχήματος αλλά και βελτιώσεις του ατομικού εξοπλισμού ασφαλείας, που παρέχουν πληροφορίες σε σχέση με την υγεία και την παραγωγικότητα του χρήστη. Προηγμένες τεχνολογίες ασφάλειας ωφελούν τόσο τους εργαζόμενους όσο και τους εργοδότες, περιορίζοντας φυσικές και οικονομικές απώλειες.

Διασύνδεση εργοταξίου

Ένα έργο αποτελείται από δυναμικά μεταβαλλόμενα στοιχεία και η διαχείριση και ο έλεγχός τους έχουν ζωτική σημασία για την επιτυχία του πρώτου. Η επονομαζόμενη ‘Διασύνδεση του Εργοταξίου’ αποτελεί μια μέθοδο διασφάλισης της ομαλής λειτουργίας του. Η λογική της διασύνδεσης του εργοταξίου συγκεντρώνει ανθρώπους, διαδικασίες και πληροφορίες με τη χρήση τεχνολογικών εφαρμογών επαυξημένης και εικονικής πραγματικότητας, τεχνητής νοημοσύνης και ρομποτικής. Η τεχνολογία του διαδικτύου των πραγμάτων (Internet of Things) σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη, προσδίδουν προγνωστικές δυνατότητες που αφορούν την υλικοτεχνική υποδομή του έργου και βελτιώνουν τη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας. Επιπροσθέτως, η διασύνδεση του εργοταξίου σε συνδυασμό με τη δυνατότητα απομακρυσμένης παρουσίας, φέρνει σε επαφή τους μελετητές του έργου με την υλοποίησή του και επιτρέπει τη λήψη αποφάσεων σε πραγματικό χρόνο με τη συμπερίληψη αξιόπιστων δεδομένων.

«Πράσινες» Κατασκευές

Η βιωσιμότητα αποτελεί βασικό στοιχείο πολλών ανερχόμενων τάσεων της βιομηχανίας κατασκευών. Ωστόσο, επί του παρόντος, η ένταξη βιώσιμων υλικών και διεργασιών στα σχέδια υλοποίησης των έργων έχει αποδειχθεί δύσκολη και χρονοβόρα διαδικασία. Οι πράσινες κατασκευές αποτελούν μια δημοφιλή προσέγγιση, η οποία υιοθετεί στρατηγικές σχεδιασμού φιλικές προς το περιβάλλον, που ενσωματώνονται στο έργο από τα πρώτα στάδια σχεδιασμού και αφορούν στο σύνολο του κύκλου ζωής του, από την διαδικασία κατασκευής, την ολοκλήρωση αυτής, τη λειτουργία του, μέχρι και τον παροπλισμό του.

Οι προαναφερθείσες στρατηγικές κινούνται στην κατεύθυνση βελτιστοποίησης της κατανάλωσης ενέργειας και άλλων πόρων και της μείωσης των παραγόμενων ρύπων, τόσο στο στάδιο της κατασκευής, όσο και στον συνολικό κύκλο ζωής του έργου. Ο χαρακτηρισμός των κατασκευών ως ‘πράσινες’ ή βιώσιμες, γίνεται με συμμόρφωσή τους στις επιταγές νέων επίσημων πιστοποιήσεων που ενσωματώνουν τις παραπάνω παραμέτρους.

Παρακολούθηση Κατασκευής

Με τη μεγάλη χωρική έκταση των κατασκευαστικών έργων και την εμπλοκή σε αυτά ολοένα και περισσότερων πόρων, ανθρώπινων και οικονομικών, αυξάνεται και η δυσκολία της απαραίτητης διαδικασίας ελέγχου των πρώτων. Επίσης, συχνή στα εργοτάξια είναι η ύπαρξη απροσπέλαστων από το προσωπικό περιοχών, που απαιτούν τακτική επιθεώρηση. Προηγμένες τεχνικές ελέγχου και επιθεώρησης αξιοποιούν τηλεκατευθυνόμενα ιπτάμενα οχήματα με αισθητήρες για τη μέτρηση δεδομένων όπως η απόσταση, η θερμοκρασία κλπ. Επίσης, με τη χρήση καμερών υψηλής ευκρίνειας και λογισμικών αναγνώρισης προσώπων μπορεί να τελείται ο έλεγχος των εργασιών και να αυξηθεί η παραγωγικότητα, ενώ η χρήση ρομπότ εξοπλισμένων με αισθητήρες επιτρέπει τον εντοπισμό σφαλμάτων της κατασκευής με μεγαλύτερη ακρίβεια σε σχέση με την αυτοψία από ελεγκτές.

Στη Delta Engineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί και τον Όμιλο Εταιρειών ΣΑΜΑΡΑΣ & ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ, με την πολυετή εμπειρία μας στην πρόβλεψη και αντιμετώπιση των ζητημάτων των κατασκευών, διαθέτουμε την τεχνογνωσία που μας επιτρέπει να εφαρμόζουμε συμβατικές αλλά και καινοτόμες λύσεις. Παραμένουμε ενημερωμένοι σχετικά με τις τεχνολογικές εξελίξεις, προκειμένου να παρέχουμε στους πελάτες μας ποιοτικές συμβουλευτικές υπηρεσίες, προσαρμοσμένες στις ανάγκες του έργου, που θα αναβαθμίσουν όλα τα στάδια του κύκλου ζωής του και θα προσδώσουν προστιθέμενη αξία στο τελικό αποτέλεσμα.

Τα στελέχη της «Delta Engineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί», μέλος του Ομίλου «ΣΑΜΑΡΑΣ & ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ», είναι στη διάθεσή σας για οποιαδήποτε πληροφορία και διευκρίνιση για τα παραπάνω, εφαρμόζοντας όλες τις κατάλληλες τεχνικές και πρακτικές στην υλοποίηση των έργων σας.

Επιμέλεια κειμένου: Νίκος Μπαντής | Διπλ. Αρχιτέκτων Μηχανικός | Τομέας Μελετών Εφαρμογής

Πηγές :

https://www.startus-insights.com/innovators-guide/top-10-construction-industry-trends-innovations-in-2021/
https://www.international-construction.com/news/Global-construction-industry-to-grow-by-5.7-in-2021/8013775.article
https://www.globalconstructionreview.com/construction-growth-to-outpace-manufacturing-this-decade-says-new-global-forecast/

Εικόνα:

https://cdn.startus-insights.com/wp-content/uploads/2021/06/Construction-Startups-TrendResearch-TreeMap-StartUs-Insights-noresize.png (Μετάφραση / επεξεργασία από το συντάκτη του παρόντος άρθρου)

Τελευταία άρθρα