數字格局正在以越來越快的速度變化。在這篇文章中,我們來看看2021年影響行業的十大建築技術趨勢。
一個世紀前,有争議的資源是石油。今天,數字産業的巨頭們交易數據,這是數字時代的石油。
按照我們目前的速度,每天會産生250萬字節的數據,但随着建築技術的進步,這一速度隻會加快。僅在過去的兩年裡,世界上令人驚歎的90%的數據就産生了!
“世界上最有價值的資源不再是石油,而是數據。”
什麼是大數據,數據來自哪裡?大數據是一個用來描述超大數據集的術語,這些數據集可以用來發現隐藏的趨勢、行為模式、未知的相關性,以做出更明智的業務決策,并作為人工智能和自動化系統的基礎。正是這些大數據幫助建築技術不斷進步。
這些數據是從互聯網搜索和服務、手機、數字照片、社交媒體和許多其他形式的數字通信工具(如短信、Skype和電子郵件)中收集的。
大數據在建築中的使用情況:2)人工智能和機器學習
- 可以分析曆史大數據,找出施工風險的模式和概率,引導新項目走向成功,遠離陷阱。
- 可以分析來自天氣、交通、社區和商業活動的大數據,以确定建築活動的最佳階段。
- 可以處理現場使用的機器的傳感器輸入,以顯示活動和空閑時間,從而得出購買和租賃此類設備的最佳組合,以及如何最有效地使用燃料來降低成本和生态影響的結論。
- 設備的地理位置還可以改善物流,在需要時提供備件,避免停機。
- 可以跟蹤購物中心、辦公樓和其他建築的節能情況,以确保其符合設計目标。可以記錄交通壓力信息和橋梁彎曲程度,以檢測任何越界事件。
- 這些數據還可以反饋到建築信息建模(BIM)系統中,以便根據需要安排維護活動。
人工智能(AI)是機器為了模仿人類行為而表現出來的智能,機器學習(ML)是AI的一個領域,其中統計技術被用來賦予計算機從數據中學習的能力,而無需進行明确的編程。兩者都在迅速成為建築行業不可或缺的技術。
想象一個世界,你可以用計算機系統給機器人、機器編程,或者自動計算和設計房屋建築。這項技術已經可用,并在今天使用,它繼續幫助推進建築技術,使行業能夠從成本和速度的提高中受益。
以下是人工智能和人工智能如何讓建築行業受益的一些例子:
- 預測性設計,考慮天氣、位置等多種因素,創建數字建築雙胞胎,以延長建築壽命。
- 更好的建築設計–機器學習可用于探索解決方案的不同變體,并創建設計備選方案,同時考慮機械、電氣和管道系統,并确保MEP系統的路線不會與建築架構沖突。
- 使用人工智能驅動的自動化來接管高度重複的任務可以顯著提高生産率和安全性,同時解決行業勞動力短缺的問題。
- 更好的财務規劃和項目管理–使用曆史數據,人工智能能夠預測任何成本超支、現實的時間表,還可以幫助員工更快地訪問信息和培訓材料,以減少入職時間。
- 提高生産率——人工智能可用于為機械提供動力,以執行重複的任務,如澆築混凝土、砌磚或焊接,從而為建築本身釋放人力。
- 安全性提高——建築工人在工作中被殺的頻率是其他工人的五倍。通過使用人工智能,可以監控現場的安全隐患,使用照片和識别技術來判斷工人是否佩戴了正确的個人防護裝備,或者使用地理位置來識别危險區域并向工人發出警報。
3)物聯網
物聯網已經是建築技術不可或缺的一部分,并且正在大規模改變其工作方式。
物聯網由智能設備和傳感器組成,它們都相互共享數據,并且可以從一個中央平台進行控制。這意味着一種新的更智能、更高效、更安全的工作方式已成為可能。
這對建築意味着什麼?4)機器人和無人機
- 智能機器可以用來執行重複的任務,也可以智能來維護自己,例如,水泥用量少的水泥攪拌機,通過使用傳感器,它可以為自己訂購更多,從而提高效率和生産率。
- 可以在現場跟蹤客流量,并使用應用程序來引導和登記員工進出,從而減少繁重的紙面工作并節省大量時間。
- 通過地理定位,可以識别建築工地内的危險區域,并且使用智能技術可以在任何工人進入該區域時發出警報。
- 通過使用智能技術,可以大大減少一項發展的碳足迹。通過在車輛中安裝傳感器,在怠速時關閉發動機,或者通過測量損耗,并使用這些數據進行更好的規劃,以告知開發的布局,從而減少跨站點的出行。
建築行業是自動化程度最低的行業之一,以人工密集型勞動為主要生産力來源,令人驚訝的是,機器人尚未發揮重要作用。
這方面的一個主要障礙是建築工地本身,因為機器人需要一個受控的環境和重複且不可變的任務。
然而,随着建築技術的興起,我們現在看到建築工地變得越來越智能,機器人的編程和使用方式也是如此。以下是幾個例子,說明機器人和無人機技術如今已經在建築工地上使用:
5) 5G和Wi-Fi 6
- 無人機可以用于現場安全;他們可以監控現場,并使用攝像頭識别任何危險區域,讓施工經理在自己不在場的情況下快速查看現場
- 無人機可用于向現場運送材料,減少現場所需的車輛數量
- 砌磚和砌築是可以使用機器人來提高工作速度和質量的任務
- 拆除機器人正被用于在項目結束時拆除結構部件,盡管它們速度較慢,但更便宜、更安全
- 遙控或自動駕駛車輛
随着新建築技術的發展,需要一個強大、可靠的連接主幹來支持更高的速度和更大的數據傳輸。
5G是數字蜂窩網絡的第五代無線技術,擁有更快的速度、更好的流量處理和更少的擁塞。與此同時,Wi-Fi技術的最新标準Wi-Fi 6也在對其前身進行改進。
随着蜂窩解決方案的巨大改進,移動施工現場寬帶被證明是傳統固定線路的一個有競争力的替代方案,我們看到越來越多的建築工地和開發項目正在朝着這個方向發展,并獲得了更快的安裝時間和更大的靈活性的好處,同時仍然獲得了所需的服務水平。
5G和無線網絡将使用戶能夠有效地交流,共享大規模繪圖,運行資源密集型應用程序,而不會影響速度/性能。更不用說将提供一個可靠和安全的通信網絡,新的和先進的技術将在這個網絡上使用。
6)建築信息建模技術
BIM技術是一種智能3D建模工具,支持工程、建築和施工專業人員有效地規劃、設計、修改和管理建築物及其基礎設施。它從創建模型開始,并在項目的整個生命周期(計劃、設計、構建、運行和維護)中支持文檔管理、協調和模拟。
BIM技術可以實現更好的協作,因為每個專家都可以将其專業領域添加到同一個模型(建築、環境保護、土木、工廠、建築和結構)中,從而能夠實時審查項目進展和工作結果。
預期BIM功能和後續技術的進一步發展将觸發建築項目設計、開發、部署和管理的變化。
與2D圖紙相比,它是設計過程中沖突檢測和問題解決的完美支持,在整個建築項目生命周期中改進規劃并提高效率。在所有好處中,它還有助于優化工作和公司流程。
7)虛拟現實技術/增強現實虛拟現實和增強現實技術被認為是建築行業的遊戲規則改變者。可以肯定的是,他們不再屬于遊戲行業。
虛拟現實(VR)意味着完全沉浸式的體驗,将物理世界拒之門外,而增強現實(AR)将數字元素添加到實時視圖中。
虛拟現實/增強現實技術與建築信息模型技術相結合的潛力是無窮的。第一步是用BIM技術創建一個建築模型,然後進行一次觀光,并在周圍走動——這要歸功于增強現實/虛拟現實的功能。
以下是增強現實/虛拟現實技術在當今建築中的一些優勢和應用方式:
- 虛拟參觀/走一遍建築模型,這樣你幾乎可以親身體驗完成的物理項目會是什麼樣子,以及設計的布局會如何流動。
- 團隊可以在一個項目上一起工作,而不管他們的物理位置如何。
- 實時設計反饋–由增強現實/虛拟現實技術提供的3D項目及其周圍環境的可視化支持建築或結構變化的快速和精确模拟,自動測量并實現設計改進。
- 風險評估(作為一項要求高且敏感的活動)通過危險模拟和沖突檢測得到加強,成為這些創新技術包含的常規任務。
- 增強現實/虛拟現實技術在安全改進和培訓方面的潛力是無價的,對經理、主管、檢查人員或租戶的支持也是無價的,他們甚至不需要親自到場進行現場演練。
8) 3D打印
3D打印正迅速成為建築行業不可或缺的建築技術,尤其是考慮到它對材料采購變化的影響。這項技術通過從計算機輔助設計模型創建一個三維對象,一層一層地構建對象,将邊界推到了設計師的桌子之外。
以下是建築業目前從3D打印技術中看到的一些好處:9)移動和雲技術
- 3D打印提供了異地預制或直接現場預制的能力。與傳統的建築方法相比,現在3D打印可以預制很重要的材料,并立即準備使用。
- 此外,3D打印技術通過以3D方式制作樣品甚至完整的物體并監控所有細節是否設計得當,減少了材料浪費并節省了時間。
- 3D打印技術的特點影響了顯著的勞動力、節能和材料成本效益,以及建築行業的可持續發展支持。
- 對于建築公司來說,這是一個很大的優勢,可以快速交付材料,減少技術流程中額外的無用步驟。
在建築技術興起之前,建築業因是最不數字化的行業之一而臭名昭著。隻是在最近幾年,能夠應對這樣一個物理行業的挑戰性環境、工作流程和複雜性的技術才得以發展,并且現在還在繼續影響這個行業——移動和雲技術就是其中之一。
什麼是雲技術?雲技術通過使用适當的軟件應用程序來訪問、使用、修改、交換、和管理存儲在遠程服務器中的數據成為可能。通過互聯網連接和授權,移動技術支持對這些遠程資源的訪問,使任何人都可以登錄雲服務。
技術在今天的建築中是如何使用的?這些技術允許數據共享,從建築工地實時共享到參與建築施工過程的所有實體或負責合同實現的其他實體。例如,工程師和架構師所需的評審工具或項目管理工具現在随時可用,提供了更好的協作和信息共享。
移動和雲技術通過增強數字體驗和業務效率、實現實時信息、提供綜合勞動力交付以及提高組織和生産力,為建築行業的變革和發展做出了重大貢獻。
10)區塊鍊技術近幾個月來,區塊鍊技術對建築業的影響日益顯著。這項技術誕生于2008年,是建立數字貨币或加密貨币(如比特币或以太)的結果。
什麼是區塊鍊?區塊鍊是存儲在事務性公共數據庫(block)中的數字信息,由計算機網絡(chain)對等控制或驗證。與标準數據庫相比,區塊鍊不需要中央權威,隻是因為所有的信息交換都是在終端用戶(對等體或節點)之間進行的,沒有中間人的調解。
鍊中的每個節點都包含不同類型的信息,如銀行财務交易的證據、合同、所有權證書和真實性聲明。區塊鍊數據安全由鍊中的每個節點控制,負責通過數字簽名保護其信息,并允許及時和安全的信息交換,無需任何第三方。
建築技術中的區塊鍊用例(1)智能合同
區塊鍊技術作為參與合同實現的所有各方唯一值得信賴的管理者,有潛力為合同生成、管理和監控建立無錯誤的流程。智能合約是一種部署在區塊鍊網絡中的數字協議,用于合約條件的實現。在這種情況下,網絡中的每個節點都包含有關合同義務的所有細節,并且熟悉在實現合同義務的過程中需要滿足的條件。通過區塊鍊技術實施的智能合同提高了效率(在成功檢查後,完成的工作變成了有償工作),并且排除了中介方及其服務。
(2)工作流程改進
區塊鍊技術在構建過程中觸發透明度,使其完全開放并影響項目工作流程優化。此外,它鼓勵更多的協作工作,有助于及時決策,最大限度地降低風險,避免争議。
(3)建築用比特币比特币在建築技術行業的适用性可能是一個至關重要的催化劑,有助于在合同履行過程中提高交易的協作性和透明度,例如通過“随付随付”模式。它支持觸發付款的已實現合同義務的數字有效證據。
總的來說,2021年對于建築技術來說将是激動人心的一年,因為這些服務變得更加容易獲得,并且對于實現更安全、更高效和更智能的工作環境變得至關重要。
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