9 инновационных трендов в строительстве

• Экологичность зданий
• Дистанционные технологии
• Искусственный интеллект и машинное обучение
• От BIM к цифровым двойникам
• «Носимые» технологии
• Big Data
• Живые материалы
• 3D-печать
• Модульное строительство

Тренд №1. Экологичность зданий

Тема «устойчивого развития» обсуждается в обществе уже не первый год, и строительная индустрия также примеряет на себя этот тренд. На первый план выходит минимальное воздействие зданий на окружающую среду как в процессе строительства, так и на протяжении всего жизненного цикла.

Такие здания эффективно используют воду и электроэнергию, а выбросы углекислого газа от них минимальны. Они не представляют угрозу для природных ресурсов и после вывода из эксплуатации. И еще одно важное качество «устойчивой» архитектуры — комфорт пользователей. Причем «зеленые» решения эволюционируют:

• Вместо солнечных панелей — прозрачная пленка на основе органических фотоэлектрических элементов.
• Емкости для сбора дождевой воды.
• «Зеленые» крыши в качестве термоакустической защиты.
• Вертикальные сады для регулирования температуры внутри помещения.
• Световые купола для максимального использования естественного освещения.
• Экологичный кирпич.
• Отработанным материалам дают вторую жизнь: повторно используют напольные покрытия, старую мебель, древесину.

С одной стороны, этот тренд позволяет строительным компаниям и инвесторам снижать издержки, с другой — это способ выделиться на фоне конкурентов благодаря принципам, которые все больше ценятся в обществе.

 

Тренд №2. Дистанционные технологии

Когда из-за пандемии закрылись границы между странами, заказчики утратили возможность отправлять инспекторов на заводы поставщиков. Но контролировать качество по-прежнему было необходимо. На помощь в поддержании цепи поставок пришли дистанционные инспекции и аудиты. Они проводились и ранее, но в 2020 году стали особенно востребованы.

Удаленные инспекции за короткий срок стали повсеместной практикой. Камеры с хорошим разрешением и специализированные приложения для инспекций позволили контролировать процесс производства дистанционно. Одна из разновидностей дистанционных технологий — удаленные инспекции на объектах с помощью дронов.

Технологии развиваются и позволяют получать больше данных в лучшем качестве. Эксперты видят в дистанционных инспекциях большой потенциал — эти решения будут полезны и после снятия запретов на перемещения.

 

Тренд №3. Искусственный интеллект и машинное обучение

Искусственный интеллект (ИИ) имитирует человеческое поведение. Машины учатся на данных и опыте так же, как человеческий мозг.

Благодаря этим технологиям, роботы могут выполнять повторяющиеся задачи, заменяя собой работников. Ручной труд постепенно будет заменяться роботами, положительно влияя на производительность и качество, одновременно снижая риски, связанные со здоровьем рабочих.

Например, с помощью искусственного интеллекта машины уже могут построить стену из керамических блоков с низкой долей ошибки и с минимальным риском травматизма. Заливка бетона, кладка кирпича и сварка скоро смогут выполняться автономно.

Но ИИ справится и с более сложными задачами: при проектировании здания он может создавать решения для дизайна и компоновать такие элементы, как трубопроводы и разводка электрики, без конфликтов между ними.

Применяется ИИ и в строительном контроле. У SGS есть собственная система мониторинга LOWI на основе искусственного интеллекта. Поскольку система обучаема, ей можно задать разные параметры: наличие СИЗ у рабочих или контроль перемещения транспорта на объекте, несанкционированный доступ в опасные зоны или скорость расхода материалов.

 

Тренд №4. От BIM к цифровым двойникам

Технологии информационного моделирования продолжат экспансию. Как в свое время автоматизированное проектирование CAD заменило карандаши и ватман, так сейчас на смену информационному моделированию BIM приходит технология «цифровых двойников».

В то время как распространенные сейчас решения BIM помогают архитекторам и проектировщикам разработать прототип здания и его элементов, цифровые двойники «живут» буквально в режиме реального времени. Стоит внести одно изменение, и сразу будет видно, как это повлияет на остальные элементы не только здания, но и среды вокруг него. На этапе проектирования сразу обнаружатся все «подводные камни» и несостыковки в коммуникациях еще до того, как экскаватор поднимет первый ковш земли из будущего котлована.

Но, что более ценно, цифровые двойники пригодятся на протяжении всего жизненного цикла объекта вплоть до сноса, позволят предвидеть ситуацию на годы вперед, например, какой будет загруженность проектируемой дорожной развязки через 20 лет.

 

Тренд №5.  «Носимые» технологии

Носимые гаджеты стали привычными атрибутами повседневной жизни. Фитнес-браслеты и смарт-часы помогают следить за здоровьем, фиксируя показатели физической активности.

Носимые устройства применяются в строительстве, и их пользу сложно переоценить: они призваны уберечь здоровье и жизни людей в одной из самых травмоопасных отраслей.

• Очки дополненной реальности в режиме реального времени информируют о состоянии рабочих поверхностей, обнаруживают опасные материалы, дают визуальные подсказки по протоколам безопасности.
• Нательные сенсоры, сенсоры на жилете безопасности, умные рубашки, ботинки с сенсорами отслеживают не только жизненные показатели, но и распознают падения, столкновения, а также критические изменения жизненных показателей и оповещают об инциденте.
• Браслет для управления разными устройствами и коммуникации — удобно и безопасно, когда заняты руки.
• Самоклеящиеся беспроводные электроды для определения уровня риска получения травмы на разных видах работ.
• Экзоскелеты, или носимые роботы, — одна из новейших и многообещающих технологий в строительстве. Устройства обеспечивают поддержку мышц и скелета при поднятии или переноске тяжестей, тем самым снижая риск травм и повышая производительность.

 

Тренд №6. Big Data

Данные в цифровую эпоху — это новая нефть. Более 2,5 квинтиллионов байтов информации генерируется каждый день, но она бесполезна, если ее невозможно проанализировать и использовать. Большие данные, переведенные в понятный формат, открывают новые возможности для строительства.

• Они позволяют определить закономерности погоды, трафика, окружающей среды, чтобы подобрать оптимальное время для начала строительства и повысить эффективность на протяжении всего периода работ.
• С помощью Big Data можно выявить неэффективные процессы и снизить издержки за счет их оптимизации, выявить и минимизировать риски.

Исследователи подсчитали, что в нефтегазовой отрасли благодаря Big Data удалось снизить капитальные затраты до 20% и сократить операционные затраты на разведку и добычу на 3-5%. Вероятно, что и в строительстве других промышленных, инфраструктурных и жилых объектов данная технология может показать себя с лучшей стороны.

 

Тренд №7. Живые материалы

Материалы, которые чинят себя сами или светятся в темноте, уже не фантастика.

• Бетон — самый популярный строительный материал, обладающий высокой прочностью. Независимо от того, насколько тщательно подобрана рецептура или выполнено армирование, бетон все равно подвержен деформации и появлению трещин, и при некоторых условиях эти трещины могут привести к обрушению. Ведь всем известно, что если появилась трещина, в ней неизбежно будет скапливаться влага, которая доберется до арматуры и вызовет ее коррозию. Бетон с элементами культур бактерий «активизирует» функцию самовосстановления, когда в образовавшихся трещинах начинает скапливаться влага.
• Подобные принципы используются и в технологиях разработки самовосстанавливающегося асфальта.
• Согласно мнению ученых, потенциал самовосстановления есть и у металлов.
• Еще одно интересное направление — материалы на основе фосфоресцирующих бактерий, которые поглощают солнечный свет, а в темное время суток дают равномерную подсветку. Такие материалы предполагается использовать для освещения тротуаров, пешеходных переходов.

Материалы с элементами живых культур бактерий или грибов пока не применяются повсеместно, но и им прочат большое будущее. Это будут дешевые и экологичные материалы, которые ничем не будут уступать традиционным, но будут обладать новыми качествами — такими, как способность к самостоятельному восстановлению.

 

Тренд №8. 3D-печать

С помощью 3D-печати можно изготовить как отдельные элементы конструкции, так и дома целиком. Например, изготовление дома площадью 55-75 кв. м занимает всего сутки. В самом же процессе строительства люди не участвуют — все делает машина по заданному проекту, которую контролирует оператор. Отходы от изготовления практически нулевые, так как 3D-принтер расходует ровно столько материалов, сколько требуется.

Уже сейчас применяются различные методы:

• Робот-манипулятор перемещается по направляющей и слой за слоем наносит бетон. Принцип такой же, как у настольных 3D-принтеров, которые используют послойное нанесение расплавленного полимера по заранее заданному алгоритму.
• Песчаная 3D-печать имеет больше сходства с промышленными технологиями. Первым ее протестировал итальянский архитектор Энрико Дини, построивший свой 3D-принтер D-Shape. Машина распределяет слой песчаной пудры, затем укрепляет форму конструкции с помощью связующего вещества.
• Для металлоконструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки, может применятся 3D-печать с помощью промышленного робота с функцией сварочного аппарата. Так, технология голландской компании MX3D позволяет печатать металлоконструкции в 3D по 6 осям.

 

Тренд №9. Модульное строительство

Модульное строительство переживает новый бум. Но это вовсе не временные строения без фундамента, а здания, которые не отличить от построенных по традиционной технологии. Модули изготавливаются на заводе зачастую уже с «начинкой», вплоть до светильников на стенах, в условиях контролируемого качества.

Скорость возведения модульных зданий впечатляет: счет идет не на месяцы, а дни. 15-этажное здание гостиницы Ark Hotel в Китае было построено всего за 46,5 часов. При этом помимо предельно сжатых сроков у модульного строительства есть еще одно преимущество — снижение затрат.

Безусловно, если бы качество возводимых из модулей зданий оставалось на уровне «времянок», даже скорость и экономия не смогли бы стать решающими. Однако развитие цифровых инструментов, благодаря которым стало возможным проектирование сложных конструкций и их изготовление, а также оптимизация логистики, делают эту технологию принципиально отличной от блочного строительства.

 

Заключение

Согласно данным McKinsey & Company, строительной индустрии присуща медлительность в отношении принятия новых технологий, что обусловлено цикличностью спроса на строительные услуги, высокой ценовой конкуренцией и высокими рисками, которые ограничивают капитальные вложения в инновации. Однако вспышка коронавируса подтолкнула абсолютно все отрасли внедрять цифровые и иные технологии, к которым раньше они относились скептически.

Насколько вышеназванные тренды окажутся актуальными для российского строительного рынка, рассудит время. Ясно одно: у тех, кто внедряет инновации первыми, есть несомненное преимущество.

Как SGS может помочь?

Компания SGS оказывает широкий перечень услуг в сфере строительного контроля и цифровизации строительства. Чтобы узнать больше о наших возможностях, обратитесь к нам, заполнив веб-форму. Мы будем рады помочь вам в решении ваших бизнес-задач.

О КОМПАНИИ SGS

Группа SGS является мировым лидером в области испытаний, инспекционных услуг и сертификации. Основанная в 1878 году, сегодня SGS признана эталоном качества и деловой этики. Наши 96,000 сотрудников работают в 2,700 офисах и лабораториях по всему миру со штаб-квартирой в Женеве, Швейцария, делая мир лучше, безопаснее и технологичнее.