Chytřejší stavebnictví díky Internetu věcí

Internet věcí (IoT) proniká postupně do většiny odvětví, včetně stavebnictví. Velkou oblastí užití IoT jsou tzv. chytré budovy, ale o těch tento článek primárně není. Místo toho se více zaměřuje na využití IoT v průběhu stavby. Tedy na to, jak se efektivně postarat o staveniště, jeho vybavení a stavební stroje i energie. A jak díky datům udělat stavebnictví zase o něco chytřejší.

Mít přehled se vyplatí i ve stavebnictví a s ohledem na to, že staveniště bývají dočasná a nedisponují trvalou infrastrukturou, je využití technologií Internetu věcí jednou z mála možností, jak takový přehled efektivně zajistit. Jednoduše umístitelné, přenosné, bateriové a bezdrátové senzory mohou snímat řadu různých parametrů a hlídat tak prostředí i vybavení.

Data, data, data – materiál nejen pro stavbu
V současné době jsou data palivem či stavebním materiálem pro většinu společností i oborů. I ve stavebnictví stroje či vlastní průběh stavby generují množství dat, která je možné automatizovaně sbírat neinvazivními senzory a pomocí IoT sítí přenášet k centrálnímu zpracování. Reálná data, relevantně zobrazená, dobře zpracovaná, a to ideálně i aplikacemi využívajícími metody strojového učení, jako součást nástrojů umělé inteligence, mohou ušetřit náklady na údržbu či provoz i pomoci s rozhodováním a optimalizací plánů prací či využití strojů a dalších prostředků.

Ochrana energií – dálkovým měřením spotřeby
Stavba spotřebuje velké množství energie. Ať již elektřiny, tak vody či například pohonných hmot do agregátů a strojů. Osazení přívodu elektřiny a vody jednoduchým senzorem měřícím spotřebu a případně hlídání zaplnění nádrže pohonných hmot zajistí přehled o čerpání energií kdykoliv a odkudkoliv. Pomůže to nejen plánovat náklady, rozúčtovat spotřebu subdodavatelům, ale především díky automatizovaným alarmům a analýze dat o spotřebě i v kontextu situace (denní doba, počet lidí na staveništi, …) včas detekovat neoprávněné čerpání (mimo pracovní dobu) či únik (porucha na vedení či zařízení, nezavřený kohout atd.…).

Prokázání podmínek na staveništi – pro audit i plánování
Do stavebního deníku je potřeba zaznamenávat řadu skutečností ze stavby. V poslední době se začínají více prosazovat také elektronicky vedené deníky. Sběr některých dat o podmínkách na staveništi (teplota, vlhkost, množství srážek, hlučnost, …) mohou automaticky zajistit přenosné bateriové a bezdrátové senzory. Data jsou pak k dispozici nejen pro následný audit, ale umožní i případnou (a vzdálenou) reakci na změny podmínek. Sledovat lze také zaplnění zásobníků sypkých materiálů, či nádrží. Na základě dynamiky změny stavu je pak možné i plánovat doplňování (materiálu) či odvoz (odpadů).

Údržba strojů na základě skutečného stavu
Jednou z klasických úloh využití technologií IoT je údržba zařízení a strojů. V případě stavebních strojů můžeme monitorovat stav a využití jak pohyblivých strojů, jako jsou bagry, či nakladače, ale i míchaček, stavebních výtahů či jeřábů. Pomocí neinvazivních senzorů, doplněných k libovolnému stroji či zařízení, lze sledovat technický stav, teploty, vibrace či pohyb. Na základě takto získaných dat je možné nejen plánovat servis a údržbu dle reálné doby provozu či podmínek, ale díky sledování trendů v chování strojů (vibrace, přehřátí, zvuky...) je možné včas předvídat potenciální problémy a včasnou údržbou zabránit nákladnějším opravám, či zdržením prací způsobeným poruchou stroje (tzv. prediktivní údržba je trendem doby).

Ochrana strojů – využití vs. zneužití
Monitorování strojů lze kromě prediktivní údržby využít i pro sledování jejich využití. Díky datům o tom, kdy, kde a případně i kým (v případě použití přístupových čipů), je možné nejen vyhodnocovat využití strojů pro zakázkové rozúčtování, či plánování využití, ale případně detekovat také neoprávněné užití – typicky využití mimo pracovní dobu a plánované aktivity (případně i mimo definované místo užití). Pak je možné včas reagovat.

Přehled o stavu vybavení staveniště
Kromě strojů je na staveništi i řada dalšího vybavení. Stavební buňky, stožáry, osvětlení, cedule, brány, kontejnery či lapoly. Pomocí IoT senzorů lze opět relativně jednoduše sledovat pohyb, manipulaci, otřesy či polohu a zajistit tak kontrolu správného umístění či neoprávněné manipulace. Jednoduché senzory otevření dveří a pohybu mohou sloužit jako mobilní zabezpečovací systém – bez nutnosti složité instalace a s možností rychlého umístění na potřebné místo kontroly. Tyto nástroje také umožní efektivnější evidenci a přehled o umístění majetku, a to nejen pro kontrolu, ale i analýzu využití v čase – to se hodí například pro plánování kapacit.

Vlhkost, plísně, pnutí, praskliny, vibrace… hlídáme i vlastní stavbu
Velmi dobrou službu mohou udělat neinvazivní IoT senzory i pro hlídání vlastní stavby. Správné vnitřní prostředí pomáhá zabránit tvorbě plísní nejen v průběhu, ale i po dokončení stavby a celkovém vysychání. Proto může měření klíčových parametrů jako teplota či vlhkost zabránit škodám či protahování termínů, či vícepracím. Stejně tak měření pnutí, prasklin či vibrací konstrukcí. Všechny tyto parametry je možné sledovat online pomocí senzorů, které mohou být umístěné i jen dočasně. Data se ukládají a mohou posloužit nejen v rámci vlastní stavby, ale i zpětně pro prokázání podmínek stavby v případě reklamací.

Analýza historických dat nabídne lepší budoucnost
Všechny uvedené scénáře použití IoT mají jedno společné – sběr dat. Tato data jsou použita nejen pro vlastní kontrolu v průběhu stavby, ale mohou velice dobře posloužit jako vstupní data hlubší průběžné analýzy. Pomocí nich je možné například zjistit kvalitu používaného materiálu, produktivitu různých týmů či strojů, optimalizovat procesy a postupy.

Nezapomínejte na integraci
Tak jako u každého jiného nasazení technologií Internetu věcí je i v případě stavebnictví důležité propojit takto získané informace s okolními aplikacemi. Již zmiňovaný digitální stavební deník je jednou z nich. Nicméně data z IoT senzorů je možné a vhodné automatizovaně dostat například až do ekonomického systému pro rozpoznání nákladů na energie či stroje v rámci jednotlivých zakázek, plánovacího a projektového systému, případně systému pro správu a údržbu majetku.

Začít může být tak jednoduché a rychlé
Zavádění nových postupů a technologií často brání obavy z ceny, náročnosti, délky zavádění či přijetí lidmi. U nasazení IoT nástrojů je však možné a často i doporučované začít v menším. Třeba jedním scénářem použití – hlídání prostředí stavby nebo energií. A následně řešení rozvíjet a rozšiřovat o další scénáře. Výhodou je také to, že většinou není potřeba nic složitě budovat a vyvíjet – řada senzorů jsou standardní zařízení, která se připojí pomocí dostupných IoT sítí (například Sigfox, LoRaWan či NB-IoT) a data se nasměrují do buď již existující aplikace (například digitální stavební deník), případně je možné vybrat již existující aplikace a platformy pro sběr a vyhodnocení dat z IoT. Tato data pak mohou být později nasměrována do datových skladů a analytických nástrojů, na které je společnost již zvyklá.

A jedno doporučení na závěr – pokud vás možnosti využití IoT ve vašem oboru či společnost zaujaly, neváhejte se spojit s někým, kdo má s touto oblastí praktickou zkušenost. Tak jako v jiných oblastech IT, i zde je řada možností, jak zabloudit do slepých uliček (ač se na první pohled zdá, že to přece zvládne každý).

Dalibor Lukeš Autor článku řídí společnost iotor, a. s., která navrhuje a vyvíjí IoT řešení, a to primárně v oblastech facility managementu a průmyslu. Dříve působil ve společnostech Siemens, Microsoft či SoftwareONE, ve kterých se vždy zaměřoval na oblast digitální transformace včetně IoT řešení, a to jak z pohledu produktového, tak projektového.