智慧工地,建筑数字化未来的5个方向

建筑行业需要颠覆性的改变,因此提出五大创意。这五个想法都不是未来主义的,所有这些都基于适用于建筑行业并且正在部署或原型设计的创新。简而言之,它们是实用的和相关的。此外,它们旨在协同工作以产生更大的影响。

高精度测量和地理定位

地质意外是项目延迟和超出预算的主要原因。地面条件和早期调查估计之间的差异可能需要在最后一刻对项目范围和设计进行代价高昂的更改。结合高清摄影、3-D 激光扫描和地理信息系统的新技术,得益于最近无人机和无人驾驶飞行器 (UAV) 技术的改进,可以显着提高准确性和速度。

例如,摄影测量可以提供测量区域的高质量、高清图像,但需要时间才能转换为可用格式。光探测和测距(激光雷达)技术比传统技术快得多,并提供高质量的 3-D 图像,可与建筑信息模型 (BIM) 等项目规划工具集成。

激光雷达与探地雷达、磁力计和其他设备结合使用,可以生成项目现场的地上和地下 3-D 图像。这在需要尽量减少干扰的密集、环境敏感或历史悠久的项目场地中尤为重要。这些先进的勘测技术辅以允许地图、图像、距离测量和 GPS 位置叠加的地理信息系统。然后可以将这些信息上传到其他分析和可视化系统,用于项目规划和建设。

5D建筑信息模型

建筑行业尚未采用涵盖项目规划、设计、施工、运营和维护的集成平台。相反,该行业仍然依赖定制的软件工具。此外,项目所有者和承包商经常使用彼此不同步的不同平台。因此,没有单一来源可以提供项目设计、成本和进度的集成实时视图。

5D BIM 是任何项目的物理和功能特征的五维表示。除了3D 中的标准空间设计参数外,它还考虑项目的成本和进度。它还包括几何、规格、美学、热和声学特性等细节。5D BIM 平台允许业主和承包商识别、分析和记录变更对项目成本和进度的影响。5D BIM 的视觉和直观特性使承包商有更好的机会更早地识别风险,从而做出更好的决策。例如,项目规划人员可以可视化和估计提议的设计变更对项目成本和进度的影响。

将 5D BIM 和增强现实设备相结合将改变建筑、维护和运营。为了充分利用 BIM 技术,项目业主和承包商需要从设计阶段就将其使用权纳入其中,所有利益相关者都需要采用与 BIM 兼容的标准化设计和数据报告格式。

数字协作和移动性

流程数字化意味着从纸质转向在线实时共享信息,以确保透明度和协作、及时的进展和风险评估、质量控制,并最终获得更好、更可靠的结果。该行业生产力记录不佳的一个原因是,它仍然主要依靠纸张来管理其流程和可交付成果,例如蓝图、设计图纸、采购和供应链订单、设备日志、每日进度报告和清单。

由于缺乏数字化,信息共享被延迟,使得数据难以捕捉和分析;因为在采购和承包中,历史绩效分析可以带来更好的结果和风险管理,管理不善的纸质记录也经常引发业主和承包商在施工进度、变更单和索赔管理等问题上的分歧。

数字化工作流程有很多好处,低成本移动连接(包括通过平板电脑和手持设备)的可用性迎来了新一代基于云的移动应用程序。随着项目经理、贸易人员和操作员等一线用户采用实时人员流动应用程序,他们可以改变行业从工作和变更单管理、时间和材料跟踪、调度、调度、生产力测量等方方面面的方式和事件报告。

物联网和高级分析

从人数、施工设备的丰富性、同时进行的工作量等措施来看,项目场地越来越密集。他们现在产生大量数据,其中大部分甚至没有被捕获,更不用说测量和处理了。物联网在许多其他领域已经成为现实;传感器和无线技术使设备和资产通过相互连接而变得“智能”。

在建筑工地上,物联网将允许建筑机械、设备、材料、结构甚至模板与中央数据平台“对话”,以获取关键性能参数。传感器、近场通信 (NFC) 设备和其他技术可以帮助监控员工和资产的生产力和可靠性。有几种潜在用途:

·设备监控和维修:先进的传感器可以使机器检测和传达维护要求,发送自动警报以进行预防性维护,并编译使用和维护数据。

·库存管理和订购:当库存不足和需要下订单时,连接的系统可以预测和提醒站点管理人员。NFC 标记和材料跟踪还可以查明它们的位置和移动,并帮助协调实物和电子库存。

·质量评估:在施工阶段使用振动传感器测试结构强度和可靠性的“智能结构”可以发现缺陷并及早纠正。

·能源效率:监测环境条件和资产和设备燃料消耗的传感器可以提高现场能源效率。

·安全:如果驾驶员和操作员睡着了,或者车辆或资产在轮班时间内的给定时间窗口内静止或不运行,可穿戴腕带可以发送警报。

面向未来的设计和施工

自动修复混凝土、气凝胶和纳米材料等新型建筑材料,以及 3D 打印和预组装模块等创新施工方法,可以降低成本并加快施工速度,同时提高质量和安全性。材料通常占项目总成本的一半以上。混凝土、水泥和沥青等传统材料构成了这一需求的大部分。但由于以下几个趋势,还需要新的更好的建筑材料:

·绿色建筑:采用碳足迹较低的材料和技术是一个巨大的推动力。

·成本效益:鉴于巨大的成本压力,除了增加精益工作之外,还需要对材料选择进行结构性改变。

·供应链敏捷性:运输重型材料和设备对供应链成本和时间产生巨大影响,特别是因为许多新项目位于偏远或密集地区。

·提高耐用性和强度:随着许多市场的资本成本上升和土地日益稀缺,业主们坚持认为项目的商业寿命更长。

·异地施工:在场外组装更轻、更易于处理的材料可以提高项目效率,解决现场空间限制,并为工作人员提高技能创造条件。