住宅建筑:2023年最具创新性的建筑技术

2023年最具创新性的建筑技术

建筑行业常因过于保守、标准化以及繁琐的文档流程而饱受诟病。然而,在建筑领域应用最新技术并非易事。由于监管合规等诸多要求,每项技术都必须有相应的监管依据,并且本身必须具备成本效益。其最终研发成本必须合理,并且未来降低成本的效率必须显著且可持续。任何技术都需要合理的设计,以及项目团队、质量控制和员工培训等方面的广泛投入。然而,一旦投入使用,这些技术就能显著改善工作流程。.

城市和人口的增长、大数据时代新型通信方式的出现、经济增长以及人们生活水平的提高,都推动着建筑行业更加积极地整合新技术解决方案。因此,新的建筑技术正在全球范围内得到积极推广和应用。.

技术发展的迅猛速度正在推动建筑行业的数字化大规模转型。信息技术的应用关乎企业竞争力;建筑领域的创新能够提升项目质量、增加利润、助力企业中标,从而增强那些选择将创新融入日常运营的企业的竞争力。.

市场上最受欢迎的新技术

BIM

BIM )是现代设计领域的领先技术。它不仅涉及建筑物的虚拟建模,还涉及资产物理和功能特征的全面数字化表示。BIM涵盖建筑物的整个生命周期,包括施工、装修、功能、资产管理以及未来的维修或拆除工作。所有相关的设计组件和细节都会被考虑并整合到一个项目中。如果任何元素被移除、替换或添加,整个模型都会重新计算以反映这些变化。

借助BIM技术,虚拟建筑模型使专家能够:

  • 查看所有问题和不一致之处
  • 批准对设施进行的改进。
  • 改善所有参与者之间的沟通
  • 做出调整
  • 计算测量值
  • 控制工作流程
  • 预估未来施工的风险
  • 计算所需资源

BIM技术正在减少:

  • 材料费用
  • 项目错误
  • 配送时间

此外,借助 PlanRadar,用户可以通过任何移动设备访问施工状态和所有相关的建筑数据,从而在每个阶段实现更精准、更高效的监控。该解决方案极大地简化了施工流程的管理和控制,并优化了最终成果。.

在全球范围内

在西班牙,自2019年起,基础设施项目必须采用BIM技术。例如,在俄罗斯,只有5-7%的公司使用BIM(主要集中在特大城市和大型企业),其他建筑领域的新技术在俄罗斯则更为罕见。在美国,约72%的建筑公司使用BIM来节省项目成本。在英国,自2016年起,所有预算内的建设项目都必须使用BIM二级标准。在法国,自2017年起,法国政府已在住房领域为50万套住宅应用了BIM技术。德国自2020年起在所有基础设施项目中实施了BIM技术。

云服务和移动技术

使用BIM模型需要借助云服务进行实时数据和信息交换。云平台可以包含各种各样的信息和工具,从建筑师使用的工具到项目管理系统,项目中的任何参与者都可以随时通过移动设备访问这些信息和工具,从而增强协作。.

云服务能为建筑公司带来哪些好处?

  • 可通过任何联网设备访问信息。.
  • 无限数据存储。.
  • 根据建设项目需要进行规模调整:灵活适应需求,避免不必要的元素,生产效率不会降低。.
  • 经济实惠的服务。自行构建IT基础设施远比使用云服务提供商成本高得多。.
  • 项目所有参与者均可即时获取信息。.
  • 简化沟通和实时协作。.
  • 能够在保持质量控制的同时管理多个项目;云技术有助于同步。.
  • 通过使用第三方服务器,无需维护自己的服务器,即可降低大型办公室的开支。.
  • 最高级别的数据保护。.

人工智能

人工智能(AI)是指机器的“行为”,它是一种模仿人类认知功能的技术,例如任务和问题解决、图像识别和学习。人工智能的一个特殊领域是机器学习,它基于统计数据的收集和分析,并以此做出决策。.

新型建筑技术离不开机器学习和人工智能。事实上,它就像一个隐形的助手,能够分析 海量 数据,识别问题。我们可以创建程序来过滤掉不必要的信息或搜索特定数据。使用人工智能引擎的程序可用于:

  1. 预测分析:
    • 根据历史数据预测安全威胁。.
    • 识别作品中的重要属性和要素。.
    • 现场管控、现场人数、个人防护装备使用情况。.
  2. 项目设计与规划
    • 收集和建模的数据有助于避免成本超支。.
    • 风险监测与缓解,确定优先事项。. 
  3. 机器人机制,流程自动化。.
    • 在建筑工地执行常规、简单但耗时的操作,以代替人力劳动;
    • 优化需要高生产率的工作岗位。.

物联网

这项技术与云计算系统和人工智能密切相关,因为如果没有分析和数据采集算法,物联网(IoT)的效用将大打折扣。在建筑行业,物联网在解决一系列问题上发挥着重要作用。通过在施工现场部署各种传感器,项目管理效率更高,施工过程也更加安全高效。.

专家预测,到 2024 年,物联网在建筑行业的市场份额将达到 168 亿美元。.

物联网在建筑行业的优势:

  • 生产力提高

企业通常需要管理多个跨地域的项目,因此监控每个项目的生命周期并按时完成至关重要。传感器在现场收集数据,然后由软件进行处理,从而为承包商提供全面的工作进度概览。这项技术有助于管理大型项目,从而缩短任务完成时间并降低成本。.

  • 安全与风险预防

物联网可以显著降低建筑工地上的风险,并防止人员伤亡。.

建筑工人的服装、施工现场以及建筑材料中都装有传感器,用于追踪人员移动、空气中有害物质的扩散、未经授权的存储区域、紧急情况等等。材料中的传感器还可以防止盗窃。.

  • 资源管理

物联网还能优化设施维护和物资供应成本。智能传感器有助于追踪电力、水和燃料消耗,从而实现最佳支出。数据自动收集,并可用于确定何时需要加油、预防性维护、更换部件或查看维修记录等信息。.

麦肯锡全球研究院近期一项研究 评估了物联网 (IoT) 对建筑和采矿业的影响,发现企业通过实施物联网技术可节省超过 1600 亿美元。未来几年,物联网在建筑业的全部潜力有望得到释放;该行业的全球数字化转型已近在眼前。

虚拟现实和增强现实

在众多建筑和施工领域的新技术中,虚拟现实(VR)脱颖而出。它利用照片、渲染图和360°视频,在数字环境中构建一个“真实”世界。这项技术的功能在于,用户可以在逼真的数字环境中自由导航,并与其中的物体进行实时互动。增强现实技术则将独立或叠加的数字元素与真实环境相结合,进一步完善了未来的虚拟现实模型。.

虚拟现实技术为虚拟建筑增添了更深层次的内涵,当数字信息与物理信息相结合时,便能“栩栩如生”。虚拟现实技术的应用规模更大,能够增强所创建的多维模型。它提供了一种独特的第一人称体验,融合了专业解决方案和专家判断,从根本上改变了基础设施的建设方式。.

虚拟现实技术在建筑行业的优势:

  • 可选择测试可行的新设计
  • 工作跟踪方面的改进
  • 在施工初期阶段发现问题
  • 它简化了对复杂结构的探索。

机器人和外骨骼

尽管建筑业等行业明显依赖劳动密集型工作且人员流动频繁,但人工劳动仍然占据主导地位,有时甚至是唯一可行的选择。不幸的是,建筑工地环境高度流动且瞬息万变,缺乏先进人工智能的机器人无法通过程序算法进行操作。但建筑业正在逐步采用智能解决方案,特别是无人机的应用。这项技术在房地产和商业领域的应用远不止于建筑物的航拍。.

无人机在建筑行业的优势:

  • 安全管控: 利用摄像头监控施工现场,识别危险区域。无需亲自到现场核查工作情况;如有任何问题,可立即派遣工作人员解决。
  • 运送物资 ,减少车辆数量。
  • 它们提高了日常工作的速度和质量。.
  • 在项目收尾阶段,使用无人机拆除建筑构件。虽然速度较慢,但​​无疑是一种更经济、更安全的解决方案。
  • 安保无人机。不幸的是,建筑行业的盗窃现象十分普遍,因此可以使用机器人来减少损失。 

机器人外骨骼将加快建筑工地的工作速度和生产力,因为穿戴“外骨骼”的人的力量通常会增强,而且工作也更加安全。.

三维建模

这项技术长期以来一直服务于建筑行业,但直到最近几年才得到广泛应用。.

预计到 2024 年,建筑行业的 3D 混凝土打印市场规模将增长约 5800 万美元。.

由于这种打印方式生产效率高,且易于制造各种复杂结构,因此建筑行业对这种打印方式的需求不断增长,推动了其发展。直接在现场获得成品建筑构件(墙体、楼板)或其他组件,不仅降低了生产成本,还降低了物流和人员成本。得益于3D建模中的挤出技术,可以使用不同的材料制造构件,例如混凝土、地聚合物、水泥、石膏和粘土。.

3D建模的优势:

  • 速度更快
  • 更高的准确度(最小误差)
  • 更多种类的设计
  • 高性能
  • 可节省额外的运输和人员成本。.
  • 更具环境可持续性。.

混凝土3D打印技术前景光明。目前,针对多组分混凝土的3D建模,已经出现了可持续且可扩展的解决方案(例如荷兰结构混凝土构件3D打印中心BAM)。在俄罗斯,位于伊尔库茨克的Apis Cor.公司于2017年研发了一款特殊的3D打印机,并用它建造了一栋完整的房屋。这款俄罗斯3D打印机的优势在于其独特的打印方式,无需像其他3D打印机那样使用轨道。它不需要平整的表面即可进行精确操作,甚至可以自行配制材料。.

大数据

大数据是现代建筑业一项需求量很大的技术。

大数据与其他先进技术相结合,可在优化施工流程方面发挥重要作用。它能够构建和分析海量数据集和分散信息,从而发现可应用于一系列任务的特定模式和事实,以降低成本、预测风险并评估项目的有效性。 数据 信息不仅来自人,还来自各种传感器、系统和程序。结合人工智能 (AI)、机器学习 (ML) 和物联网 (IoT) 技术,这些数据成为重要的管理工具。通过分析拟建工地的天气或气候条件(以及其他条件),可以计算出最佳开工时间并预测项目的成功率。此外,分析数据集还能得出关于某些项目可行性的重要预测结论,并通过优化或修改初始假设来降低成本。

数字孪生

建筑业新技术:数字孪生

数字孪生技术能够精确地创建物理对象(例如建筑物和城市)的虚拟副本。这项技术与建筑信息模型(BIM)相辅相成,两者都包含各种元素。然而,它们的主要区别在于,数字孪生旨在模拟人与环境及元素之间的交互。而物理对象的虚拟孪生则提供有关已创建生态系统、基础设施的当前状态及其对用户影响的信息。.

计算机模型将信息整合到一个所有人都能访问的单一环境中。BIM模型通常是静态的,而数字孪生则是动态的,会随时间变化。数字孪生能够通过模拟测试不同的场景和威胁,例如自然灾害、各种紧急情况、火灾或构件倒塌的影响。基于BIM模型,数字孪生可以通过整合不同的数据块来“试验”这些信息,使其预测功能成为其主要优势之一。例如,了解潜在问题(例如,资产是否能够承受预期荷载)可以帮助建筑商避免成本过高、优化流程并在初期阶段进行调整。.

 区块链技术

在这种架构中,区块链以智能合约的形式实现,充当合约所有参与方的“管理者”。智能合约的数字协议在区块链网络上实现。.

区块链技术最初是为加密货币交易而设计的,但其安全性和透明性可以有效地应用于建筑等多方参与的流程中。它的优势在于无需像传统数据库那样的中间机构;信息直接在终端用户之间交换(点对点系统充当服务器,并通过互联网连接),无需中央计算机。.

区块链是将数字信息存储在公共交易数据库(区块)中,该数据库由点对点计算机系统控制或由计算机网络(链对链)验证。.

区块链中的每个设备都包含不同类型的信息,例如银行交易证明、合同、产权证或身份验证信息。区块链数据安全由每个参与者控制,他们负责使用数字签名保护自己所持有的信息部分。这确保了快速安全的信息交换,避免了银行等第三方机构的介入。区块链的主要优势在于其运营的去中心化,即责任和保障分配给区块链的各个参与者。.

智能合约是一种在区块链网络上实现的数字协议,用于履行合同条款。尽管建筑项目涉及众多参与方(不同的公司、承包商和供应商),但所有项目数据都集中存储在一个位置,便于项目监控和管理。借助区块链技术,项目数据可以实时、高效地进行跟踪和处理,无需第三方介入。区块链技术提高了整个施工过程的透明度,使其更加开放,并简化了工作流程。此外,它还有助于协作和必要的决策,从而最大限度地降低风险并防止纠纷。.

区块链如何造福建筑行业?

  • 付款
  • 交易执行
  • 建筑物/设施检查
  • 流程的透明度和安全性
  • 冲突解决

区块链通常可以减少流程碎片化,帮助跟踪项目的每个阶段,并更有效地分配资源。事实上,它是一种可以直接与当前基于云的SaaS解决方案竞争的技术。.

显然,由于市场需求,建筑行业的数字化大规模化和BIM技术的应用将会加速推进,因为提高效率、缩短工期和降低成本已成为重中之重。建筑行业正变得更加智能,不仅体现在计算机辅助设计方面,也体现在施工流程中,例如机器人、3D打印、传感器以及智能材料和技术的应用。毫无疑问,这些新技术将影响建筑行业的盈利能力,因为它们旨在优化项目的各个阶段,从前期调研到资产运营。.

来源:https://www.planradar.com/es/

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