聚焦前沿科技創(chuàng)新與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級
隨著技術(shù)革新以星火燎原之勢在各領(lǐng)域展開，建筑業(yè)也在發(fā)生著日新月異的變革。新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，讓建筑行業(yè)從設(shè)計(jì)到施工，再到后期管理與維護(hù)，都變得更加自動化、智能化、綠色化。
回顧過去，那些讓人印象深刻的建筑業(yè)創(chuàng)新解決方案就像一種指南，標(biāo)志著建筑業(yè)的科技變革，以及未來的進(jìn)化方向。
勤勞的施工機(jī)器人
在建筑施工現(xiàn)場，傳統(tǒng)的平地機(jī)、裝載機(jī)、反鏟挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備早已實(shí)現(xiàn)自動化控制。
2017年，得益于人工智能和機(jī)器人技術(shù)的快速爆發(fā)，建筑施工機(jī)械設(shè)備的自動化技術(shù)進(jìn)一步得到加強(qiáng)，一些新型機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用到施工現(xiàn)場。
美國建筑機(jī)器人公司Construction Robotics研發(fā)的砌磚機(jī)器人SAM開始和建筑工人共同工作，以減少工人高強(qiáng)度的工作壓力。通過傳送帶、機(jī)械臂和混凝土泵，SAM一天可以砌3000塊磚，是建筑工人的6倍。
美國建筑機(jī)器人公司Built Robotics研發(fā)的無人駕駛履帶式裝載機(jī)可以利用Lidar（激光探測與測量）技術(shù)、GPS和自動化軟件在工地自主行動，按需進(jìn)行挖掘和推土。
澳大利亞力拓集團(tuán)（Rio Tinto）已經(jīng)在其采礦作業(yè)中部署了一支包括卡車、自卸卡車和一輛重達(dá)320噸的巨型機(jī)械在內(nèi)的自動駕駛車隊(duì)，該車隊(duì)由遠(yuǎn)在千里之外的珀斯總部工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)和沉浸式設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)階段已經(jīng)有很多的應(yīng)用和成功案例，已經(jīng)成為很多建筑公司的常規(guī)技術(shù)工具。特別是面對醫(yī)療場所等有特殊要求的建筑時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在加速推動行業(yè)變革。
由于醫(yī)療機(jī)構(gòu)手術(shù)室、急診室和其他科室的組成非常復(fù)雜，必須進(jìn)行試運(yùn)行，以確保重要的醫(yī)療設(shè)施和醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施能在緊湊的空間內(nèi)高效工作。
因此，搭建實(shí)體模型是傳統(tǒng)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)建筑在施工前很常見的工序，但是搭建實(shí)體模型耗時(shí)且昂貴，在搭建過程中，容易因各種問題導(dǎo)致重新制作，從而造成成本增加和工期延遲。
2017年，美國建筑公司Layton Construction在為阿拉巴馬州佛羅倫薩市設(shè)計(jì)一個(gè)占地48.5萬平方英尺，擁有280個(gè)床位的醫(yī)療中心時(shí)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段和建設(shè)過程的關(guān)鍵階段創(chuàng)建虛擬的實(shí)體模型，對手術(shù)室和其他重要醫(yī)療設(shè)施進(jìn)行用戶測試。
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為醫(yī)院節(jié)省了約25萬美元的實(shí)體模型制作費(fèi)用，并節(jié)省了預(yù)制和設(shè)計(jì)變更的時(shí)間，加快了項(xiàng)目審批和施工進(jìn)度，最終提前兩個(gè)月完成預(yù)制提交。
Layton Construction將擴(kuò)大虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，并運(yùn)用聲音、觸覺反饋和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來提升測試體驗(yàn)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用
相比虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，多年來，在建筑行業(yè)中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用更加理論化。
一款名為Air Measure的iOS APP正在改變這種情況，該APP堪稱一個(gè)“終級增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具包”，內(nèi)含15種模式，只需要使用智能手機(jī)即可獲取準(zhǔn)確的現(xiàn)場測量結(jié)果。
提到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還記得Google Glass嗎？盡管Google Glass并沒有普及并成為一種個(gè)人消費(fèi)產(chǎn)品，但在制造業(yè)中卻有著非常重要的作用，未來在建筑應(yīng)用領(lǐng)域可能也會有較明朗的應(yīng)用場景。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)公司DAQRI發(fā)布的DAQRI智能頭盔也是一種工業(yè)級人機(jī)界面產(chǎn)品，通過頭盔護(hù)目鏡可以將逼真的3D BIM模型帶入工作現(xiàn)場，在為工人提供安全保障的同時(shí)，使生產(chǎn)效率最大化。
循環(huán)商業(yè)模式
循環(huán)商業(yè)模式，與其說是一種技術(shù)，不如稱之為一種哲學(xué)。
備受關(guān)注的卡塔爾2022世界杯體育場——拉斯阿布阿邦體育場就是這樣一種商業(yè)模式的典型代表。該體育場由西班牙的芬威克·伊里巴倫建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，可容納四萬人，是世界上首個(gè)可拆卸、可重組的大型體育場。
正是為了解決歷史上大型賽事，包括奧運(yùn)會、世界杯完賽后，體育場不能被充分利用這一問題，該體育場采用了可拆卸的條索結(jié)構(gòu)。在世界杯結(jié)束后，球場可以被方便地拆卸，而零部件可以在其他需要的地方進(jìn)行重構(gòu)。
“Circl”是由歐洲建筑集團(tuán)Royal BAM實(shí)施的一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目一開始就定位于可解構(gòu)的大型展館。其設(shè)計(jì)思路是利用模塊化建筑技術(shù)和詳細(xì)的資源追蹤，可以將項(xiàng)目中所有部分的材料全部重新運(yùn)用到其它建筑上。
通過解構(gòu)并重新利用，使整個(gè)建筑材料得以循環(huán)使用，大幅減少了建筑材料的成本和浪費(fèi)。Royal BAM正在嘗試?yán)迷诰€租賃的方式，實(shí)現(xiàn)原材料的100%重新利用。
環(huán)保瀝青
從20世紀(jì)60年代起，建筑科研人員成功利用廢舊汽車輪胎作為一種瀝青混合料，提高瀝青質(zhì)量、降低原料成本，并減少了垃圾填埋和處理成本。
近年來，該技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到將廢舊塑料瓶等一次性塑料制品加入到瀝青之中。
荷蘭建筑公司VolkerWessels近日公布了一個(gè)完全由再生塑料制成的路面建造方案，通過預(yù)制生產(chǎn)，可以像樂高玩具一樣進(jìn)行道路拼接。
相較于傳統(tǒng)瀝青道路，該塑料道路具有材料輕、易運(yùn)輸、易安裝、施工時(shí)間短、易維護(hù)、更環(huán)保等優(yōu)勢。
荷蘭鹿特丹市對此非常有興趣，甚至有計(jì)劃使用該方案建造一條新自行車道。
塑料和橡膠并不是唯一可添加到瀝青的再生材料：澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的研究人員將煙蒂摻入瀝青，在提高道路質(zhì)量的同時(shí)，還能固定重金屬。
在悉尼，研究人員正在嘗試將回收的打印機(jī)碳粉添加到入瀝青中。
3D打印的混凝土橋梁
混凝土打印機(jī)并不是什么新發(fā)明，早在2013年時(shí)，就已經(jīng)出現(xiàn)了。最近兩年中，兩座3D打印混凝土橋加速了現(xiàn)場打印技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
2016年12月14日，西班牙加泰羅尼亞高級建筑研究所在馬德里設(shè)計(jì)了世界上第一座3D打印的人行天橋。
2017年10月17日，荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)和建筑集團(tuán)BAM Infrastructure合作設(shè)計(jì)并建造的3D打印混凝土自行車橋正式開放。
現(xiàn)場3D打印橋梁無需運(yùn)輸和組裝，既縮短了建造過程，又減少了水泥的使用量，同時(shí)減少了二氧化碳排放，更加環(huán)保。
可自愈的混凝土
混凝土是建筑施工中最基本的重要材料，也是世界上應(yīng)用最廣泛的建筑材料。毫不夸張的說，是混凝土成就了現(xiàn)代都市的繁榮。
但是，混凝土也帶了諸多環(huán)境問題，如混凝土?xí)霈F(xiàn)開裂現(xiàn)象，從而影響建筑安全。
美國羅格斯大學(xué)的科學(xué)家借用兩千多年前羅馬人的智慧，使用一種石灰石產(chǎn)生的名為Trichodermareesei的細(xì)菌，作為一種混凝土混合物，可以在混凝土出現(xiàn)細(xì)微的裂痕時(shí)將其修復(fù)。
可以發(fā)電的太陽能公路
早在2014年，美國Solar Roadways公司推出一種嵌在路面上的模塊化太陽能電池板的發(fā)電系統(tǒng)，并在愛達(dá)荷州桑德波因特的試點(diǎn)項(xiàng)目獲得了超過200萬美元的資金。
2017年，美國密蘇里州交通部采用了該公司的試點(diǎn)項(xiàng)目，并由聯(lián)邦高速公路管理局提供了75萬美元用于開發(fā)和測試。
2014年，荷蘭公司SolaRoad在阿姆斯特丹打造了一條太陽能供電的自行車道。該公司認(rèn)為，隨著技術(shù)進(jìn)步，成本會降低，太陽能道路會在15年內(nèi)收回成本。
2016年12月，法國公路承包商Colas與法國國家太陽能研究院合作，在諾曼底地區(qū)的一個(gè)小鎮(zhèn)建造一條1000米長的太陽能公路Wattway，預(yù)計(jì)可以滿足5000人口小鎮(zhèn)的公共照明用電。
作為一項(xiàng)由政府資助的可再生能源技術(shù)探索的組成部分，Wattway系統(tǒng)正在美國喬治亞州西部的農(nóng)村進(jìn)行試點(diǎn)。
值得一提的是，我國在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。2017年12月28日，全國首條擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的太陽能高速公路在山東濟(jì)南正式通車。
