فناوری های نوین ساختمانی شامل چه مواردی است؟

فناوری‌های نوین ساختمانی، راه را برای تحول دیجیتال در صنعت ساخت و ساز هموار کرده‌اند.

امروزه نمونه‌های متعددی وجود دارند که نشان می‌دهند چگونه فناوری جدید در بخش ساخت ‌و ساز انقلابی ایجاد کرده است.

این فناوری‌های پیشرفته و راه‌ حل‌های نوآورانه به برنامه ‌ریزی، طراحی، ساخت و مدیریت پروژه‌های ساخت ‌و ساز به گونه‌ای مؤثرتر کمک می‌کنند و چالش‌هایی مانند کمبود نیروی کار، نگرانی‌های ایمنی و تأخیر در پروژه را برطرف می‌کنند.

در این مقاله به بررسی فناوری های نوین ساختمانی و انواع آن‌ها خواهیم پرداخت.

1# فناوری های نوین ساختمانی چیست؟

فناوری های نوین ساختمانی به ابزارها، تجهیزات و روش‌های پیشرفته‌ای اطلاق می‌شود که در صنعت ساخت و ساز به منظور افزایش کارایی، ایمنی و پایداری استفاده می‌شود.

این فناوری، شامل طیف گسترده‌ای از راه حل‌ها، مانند چاپ سه بعدی، واقعیت افزوده و ماشین آلات خودکار برای پشتیبانی از فعالیت‌های پیش از ساخت و بهبود تولید مصالح ساختمانی باکیفیت است.

این فناوری‌ها به جای جایگزینی کارگران ماهر، بر ساده ‌سازی چالش ‌برانگیزترین و خطرناک‌ترین وظایف در فرآیندهای ساخت ‌و ساز به منظور بهبود مدیریت پروژه و کاهش هزینه‌ها تمرکز می‌کنند.

2# انواع فناوری های نوین ساختمانی

در این بخش با چند نمونه از فناوری های نوین ساختمانی آشنا خواهیم شد و چگونگی تأثیر آنها بر صنعت ساخت ‌و ساز را بررسی خواهیم کرد.

1-2# واقعیت مجازی و افزوده

واقعیت مجازی و واقعیت افزوده (VR و AR) روش‌های ساخت و ساز سنتی را تغییر می‌دهند و امکان برنامه ‌ریزی فضایی دقیق‌تر و اجرای پروژه‌ها را فراهم می‌کنند.

در نتیجه کارایی را افزایش می‌دهند و هزینه‌ها را در صنعت ساخت‌ و ساز در حال توسعه کاهش می‌دهند.

شبیه‌ سازهای واقعیت مجازی که مدت‌ها در زمینه‌هایی مانند موارد نظامی و پزشکی استفاده می‌شدند، به کارگران ساختمانی اجازه می‌دهند تا کارهای پیچیده را با خیال راحت انجام دهند.

این آموزش همه جانبه آنها را قادر می سازد تا روش‌های صحیح را بدون خطرات مرتبط با خطرات فیزیکی شغلی خود بیاموزند.

واقعیت افزوده با قرار دادن اطلاعات دیجیتال در دنیای واقعی، ایمنی را افزایش می‌دهد و به کارگران این امکان را می‌دهد تا با ابزار، لوازم و تجهیزات مجازی مانند واقعیت تعامل داشته باشند.

این ادغام به کارگران کمک می‌کند تا قبل از درگیر شدن در فعالیت‌های ساخت و ساز واقعی، خود را با ابزار و محیط خود به صورت ایمن آشنا کنند.

2-2# هوش مصنوعی

تحقیقات نشان می‌دهد که رهبران مدیریت داده ساخت و ساز، 7 برابر بیشتر احتمال دارد که هوش مصنوعی و یادگیری ماشین را پیاده سازی کنند.

فناوری یادگیری هوش مصنوعی به صورت فزاینده ای با افزایش ایمنی، ساده کردن گردش کار و تسریع در تکمیل پروژه، آینده صنعت ساخت و ساز را شکل می‌دهد.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در فناوری های نوین ساختمانی با خودکار کردن وظایفی که به صورت سنتی توسط انسان انجام می‌شود، ارزشمند هستند و در نتیجه پرسنل را آزاد می‌کنند تا روی جنبه‌های حیاتی‌تر پروژه‌ها تمرکز کنند.

علاوه بر این، هوش مصنوعی می‌تواند تلاش‌های نظارتی را با استفاده از دوربین‌ها برای ثبت مداوم پیشرفت پروژه، مقایسه آن با مدل‌های BIM، نقشه‌های سه بعدی و برنامه‌ها افزایش دهد تا اطمینان حاصل شود که ساخت ‌و ساز در مسیر خود باقی مانده است.

قابلیت هوش مصنوعی به مدیریت منابع گسترش می‌یابد.

تجزیه و تحلیل و پیش‌ بینی‌ صورت گرفته توسط هوش مصنوعی می‌تواند تأخیرها یا کمبودهای احتمالی را با تجزیه و تحلیل داده‌های پروژه قبلی پیش ‌بینی کند.

این آینده‌ نگری، امکان آماده ‌سازی و تخصیص بهتر منابع را فراهم می‌کند و از پایبندی پروژه‌ها به جدول زمانی و بودجه اطمینان لازم را ایجاد خواهد کرد.

 3-2# چاپ سه بعدی

چاپ سه بعدی قرار است با تغییر نحوه تهیه و استفاده از مواد، صنعت ساخت و ساز را متحول کند و به عنوان فناوری های نوین ساختمانی، پیش ساخت مواد را تسهیل کند.

قطعات را می‌توان چاپ و سپس به محل ساخت و ساز منتقل و برای استفاده فوری آماده کرد.

این فرآیند نه تنها به جذب مواد سرعت می‌بخشد؛ بلکه با حذف چندین مرحله میانی، لجستیک را نیز ساده می‌کند.

این فناوری چاپ مواد را در محل امکان پذیر می‌کند، به صورت قابل توجهی ضایعات، هزینه‌های حمل و نقل و ذخیره سازی را کاهش می‌دهد.

چاپ سه بعدی به دلیل هزینه بالای چاپگرهای بزرگ در حال حاضر با چالش‌هایی در تولید انبوه مواجه است؛ اما مزایای قابل توجهی از جمله جدول زمانی ساخت سریع‌تر، صرفه جویی در هزینه و توانایی ایجاد طرح‌های معماری پیچیده و سفارشی را ارائه می‌دهد.

موادی مانند بتن و مواد کامپوزیت را می‌توان در این چاپگرها استفاده کرد که باعث افزایش انعطاف پذیری طراحی و یکپارچگی ساختاری ساختمان‌ها می‌شود.

4-2# نرم افزار مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM)

نرم افزار مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) به صورت قابل توجهی برنامه ریزی و اجرای پروژه‌های ساختمانی را افزایش می‌دهد.

این نرم افزار، ایجاد مدل‌های سه‌ بعدی را تسهیل می‌کند که تمام داده‌های پروژه را در یک مکان ادغام می‌کند و با جایگزین کردن نقشه‌های دوبعدی متفاوت، امکان همکاری بیشتری را بین ذینفعان فراهم می‌کند.

این امر، ادغام کارایی و ارتباطات را در طول چرخه عمر پروژه افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، ابزار BIM افزایش دقت داده‌ها را تضمین می‌کند و نیاز به کار مجدد را کاهش می‌دهد.

این امر میزان دید جزئیات پروژه را در بین تیم‌ها افزایش می‌دهد که برنامه ریزی و اجرای دقیق تر موارد مورد نظر را تسهیل می‌کند.

کارشناسان پیش ‌بینی می‌کنند که BIM به صورت فزاینده‌ ای بر مدیریت داده‌ محور متمرکز خواهد شد و از هوش مصنوعی برای تصمیم ‌گیری هوشمندانه‌تر و کارایی عملیاتی استفاده می‌کند.

5-2# جمع آوری خودکار داده‌ها و تجزیه و تحلیل پیش بینی

برنامه‌های جمع ‌آوری داده‌، نحوه جمع ‌آوری اطلاعات از سایت‌های کار را به سرعت، دقیق و به شکلی کارآمد تغییر می‌دهند.

این برنامه‌ها نه تنها با حداقل سرمایه گذاری اولیه به صورت یکپارچه در فرآیندهای موجود ادغام می‌شوند؛ بلکه مزایای قابل توجهی نیز ارائه می‌دهند، مانند:

• صرفه جویی در زمان و دقت: کاربران اغلب بیش از 20 ساعت در هفته در کارهای میدانی و اداری، صرفه جویی می‌کنند و شاهد کاهش 50 درصدی خطاهای ورود اطلاعات هستند.
• رعایت ایمنی: این برنامه‌ها از اقدامات ایمنی حیاتی از بازرسی تجهیزات گرفته تا گزارش‌های حادثه، پشتیبانی می‌کنند.
• گزارش فوری: برنامه‌ها تولید سریع گزارش‌ها را تسهیل می‌کنند، از خلاصه‌ گیری شغلی روزانه گرفته تا تحویل‌ پذیری مشتری، قابلیت تنظیم برای نیازهای تجاری خاص را شامل می‌شوند.

 6-2# هواپیماهای بدون سرنشین

هواپیماهای بدون سرنشین از جمله فناوری های نوین ساختمانی هستند و مزایای قابل توجهی برای نقشه برداری و بازرسی سایت‌ها ارائه می‌دهند.

آنها بررسی‌ سریع و دقیق سایت را امکان ‌پذیر می‌کنند و از روش‌های سنتی هم در سرعت و هم دقت، عملکرد بهتری دارند و مقرون به صرفه ‌تر از تصویربرداری هوایی سرنشین‌ دار هستند.

پهپادهایی که به دوربین‌های با وضوح بالا مجهز هستند، نقشه‌ها و مدل‌های سه بعدی یا توپوگرافی تعاملی تولید می‌کنند و همچنین اندازه‌ گیری حجم را انجام می‌دهند.

یکی از مزایای کلیدی پهپادها، توانایی آنها برای دسترسی و بازرسی مناطق صعب العبور مانند پل‌ها و نمای بیرونی ساختمان‌های بلند است.

آنها همچنین، نقش مهمی در نظارت بر پیشرفت‌های جاری در سایت‌های ساخت و ساز ایفا می‌کنند و یک دید پرنده وار ارائه می‌دهند که به ردیابی چگونگی پیشرفت پروژه‌ها و پرسنل کمک می‌کند.

7-2# رباتیک

رباتیک در صنعت ساخت و ساز در نحوه انجام کارهایی مانند آجرکاری، تخریب و گودبرداری انقلابی ایجاد کرده است.

این ابزارهای رباتیک نیاز به کار دستی را کاهش می‌دهند، در نتیجه صدمات احتمالی و خستگی کارگران را کاهش می‌دهند و باعث افزایش کارایی و افزایش ایمنی در محل می‌شوند.

ربات‌ها با خودکارسازی کارهای روزمره و سختگیرانه، به کارگران ساختمانی اجازه می‌دهند تا روی جنبه‌های پیچیده‌‌تر پروژه‌ها تمرکز کنند.

ادغام رباتیک در فناوری های نوین ساختمانی با چالش‌هایی همانند هزینه‌های اولیه بالا و شکاف مهارتی در نیروی کار مواجه است.

بسیاری از کاربردهای رباتیک هنوز در مرحله آزمایشی هستند و صنعت، مؤثرترین کاربردهای آنها و تأثیرات قابل توجهی که می‌توانند بر پروژه‌ها داشته باشند را بررسی می‌کنند.

8-2# نرم افزار مدیریت پروژه

گنجاندن نرم افزار مدیریت پروژه در فناوری های نوین ساختمانی نه تنها وظایف مختلف مدیریت پروژه را ساده می‌کند؛ بلکه یک مزیت استراتژیک در مدیریت مؤثرتر پروژه‌های ساختمانی پیچیده ایجاد می‌کند.

این نوع نرم ‌افزار، چارچوبی قوی برای برنامه‌ ریزی، اجرا و نظارت پروژه فراهم می‌کند و تضمین می‌کند که پروژه‌های ساختمانی به موقع در چارچوب بودجه و بر اساس مشخصات تحویل داده می‌شوند.

برای شروع، نرم افزار مدیریت پروژه امکان برنامه ریزی دقیق و زمان بندی کلیه فعالیت‌های پروژه را فراهم می‌کند.

مدیران می‌توانند منابع را به گونه‌ای مؤثرتر تخصیص دهند، وظایف را در یک توالی منطقی برنامه ریزی و جدول زمانی واقع بینانه‌ای را تعیین کنند.

این امر کمک می‌کند تا تأخیرها به حداقل برسند و پروژه در مسیر باقی بماند.

علاوه بر این، این ابزار ارتباط بهتری را بین همه طرف‌های درگیر در یک پروژه ساخت و ساز از پیمانکاران و تأمین کنندگان گرفته تا مشتریان و ذینفعان، به وجود خواهد آورد.

ویژگی‌های ارتباطی متمرکز در نرم افزار تضمین می‌کند که همه به آخرین به روز رسانی‌ها، تغییرات و اسناد دسترسی دارند و سوء تفاهم‌ها و درگیری‌ها را تا حد زیادی کاهش می‌دهند.

9-2# پوشش کارگران

پوشیدنی‌های صنعت ساخت ‌و ساز فراتر از تجهیزات محافظ شخصی سنتی (PPE) مانند کلاه‌های محکم، دستکش‌ها و چکمه‌های کار هستند و ایمنی و بهره‌وری را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند.

پوشیدنی‌های مدرن، مجهز به فناوری پیشرفته، شامل مواردی مانند عینک هوشمند XOEye، حسگرهای پوشیدنی Spot-r و حسگرهای جلیقه ایمنی موقعیت ‌یابی Redpoint هستند که به منظور نظارت بر جنبه‌های مختلف زیست محیطی و سلامت کارگر طراحی شده‌اند.

این فناوری های نوین ساختمانی نه تنها موقعیت مکانی کارگر را ردیابی می‌کنند؛ بلکه مدیریت ایمنی را از طریق ویژگی‌هایی مانند geofencing بهبود می‌بخشند که هنگام نزدیک شدن به مناطق محدود یا خطرناک با سیگنال‌های صوتی و تصویری به کارگران هشدار می‌دهند.

لباس‌های هوشمند یا منسوجات الکترونیکی، قابلیت پوشش را در ساخت و ساز بیشتر می‌کنند.

این لباس‌ها برای نظارت بر علائم حیاتی مانند ضربان قلب، تعداد تنفس و دمای پوست طراحی شده و الگوهای غیر طبیعی در حرکت و وضعیت بدن را تشخیص می‌دهند.

10-2# دوقلوهای دیجیتال

دوقلوهای دیجیتال با ارائه یک رویکرد انقلابی برای مدیریت عملیاتی از طریق شبیه ‌سازی و تجزیه و تحلیل داده‌ها، صنعت AEC را متحول کرده اند.

به عنوان یک فناوری پیشرفته، دوقلوهای دیجیتال مدل‌های هوشمند و چند بعدی از ساختمان‌ها را ایجاد می‌کنند که شبیه ‌سازی، پیش‌ بینی و بهبود عملیات ساختمان را بر اساس شرایط واقعی و رفتارهای کاربر امکان ‌پذیر می‌سازند.

یک دوقلو دیجیتال به عنوان یک کپی دیجیتالی پویا از یک ساختار فیزیکی عمل می‌کند و همه چیز از دارایی‌ها و سیستم‌ها گرفته تا گردش‌های کاری و افراد درگیر را در برمی‌گیرد.

این نوع از فناوری های نوین ساختمانی به متخصصان ساخت‌ و ساز اجازه می‌دهند تا از همان ابتدا یک همتای دیجیتالی جامع بسازند و بینش‌های مهمی را به منظور بهینه ‌سازی عملیات‌ آینده ارائه دهند.

با تجزیه و تحلیل دوقلوی دیجیتال، تیم‌ها می‌توانند فرصت‌هایی را برای موارد زیر شناسایی کنند:

• افزایش کارایی
• توسعه اقدامات ایمنی قوی
• کاهش خطرات
• و ارتقای کیفیت کلی

علاوه بر این، دوقلوهای دیجیتال به صورت یکپارچه با سیستم‌های مدل ‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) ادغام می‌شوند و به عنوان یک رشته دیجیتال پیوسته عمل می‌کنند که مستقیماً به ساختار فیزیکی متصل می‌شوند.

اطلاعات جمع ‌آوری‌ شده از دوقلوهای دیجیتال، مالکان را قادر می‌سازند تا تسهیلات خود را به صورت مؤثرتری حفظ کنند، عملیات را ساده‌ تر و استراتژی‌های برنامه ‌ریزی سرمایه را اصلاح کنند.

11-2# فناوری پایدار

فناوری‌های پایدار صنعت ساخت ‌و ساز را با صرفه ‌جویی در مصرف انرژی و سازگاری با محیط زیست، متحول می‌کنند.

ادغام فناوری‌های هوشمند و مواد پایدار در خط مقدم این انقلاب است.

در اینجا چند نمونه از این که فناوری پایدار در ساخت و ساز چگونه خواهد بود، آورده شده است:

• سیستم‌های تهویه مطبوع کارآمد انرژی: این سیستم‌ها برای بهبود کیفیت هوا و کاهش مصرف انرژی بسیار مهم هستند.
  آنها با تنظیم مؤثر دما و جریان هوا، محیط داخلی سالم تری را ایجاد می‌کنند و در عین حال هزینه‌های انرژی را کاهش می‌دهند.
• کنترل هوشمند یکپارچه: کنترل هوشمند مدیریت، عملکردهای مختلف ساختمان از جمله روشنایی، امنیت و مواردی از این قبیل را ساده می‌کند.
  این تمرکز نه تنها عملکرد ساختمان را افزایش می‌دهد، بلکه به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی کمک می‌کند.
• استفاده از مواد پایدار: موادی مانند فولاد بازیافتی و بامبو به دلیل تأثیرات کم محیطی و دوام بالا در ساخت و ساز به صورت فزاینده ای محبوب شده اند.
  این مواد به حفظ منابع طبیعی و کاهش ردپای کربن در پروژه‌های ساختمانی کمک می‌کند.

این پیشرفت‌ها نه تنها به ساخت ساختمان‌های هوشمندتر می‌انجامند و راحتی و ایمنی ساکنان را در اولویت قرار می‌دهند؛ بلکه پایداری در شیوه‌های ساخت و ساز را ارتقا می‌دهند و راه را برای آینده‌ای سازگارتر با محیط زیست در طراحی و ساخت ساختمان هموار می‌کنند.

12-2# سازه‌های پیش ساخته و ساخت مدولار

سازه‌های پیش ساخته، صنعت ساخت و ساز را با امکان مونتاژ سریع و کارآمدتر ساختمان‌ها متحول می‌کنند.

این روش، شامل ایجاد اجزای ضروری ساختمان در خارج از محل است که سپس در محل ساخت و ساز حمل و مونتاژ می‌شوند.

در طول سال‌ها، تقاضا برای ساخت و ساز سریع، پذیرش موارد پیش ساخته را در کنار روش‌های دیگری مانند ساخت و ساز مدولار تشویق کرده است.

علاوه بر این، سازه‌های پیش ساخته با ظهور فناوری‌های چاپ سه بعدی به صورت قابل توجهی تکامل یافته اند.

ساخت و ساز مدولار شکل دیگری از ساخت و ساز خارج از سایت است که شامل ساخت بخش‌های کامل یک ساختمان، مانند اتاق‌های کامل با وسایل در یک محیط کارخانه است.

این روش به ویژه برای پروژه‌های بزرگ مانند مجتمع‌های آپارتمانی و هتل‌ها مفید است، جایی که واحدهای یکسان را می‌توان به صورت انبوه تولید و سپس در محل مونتاژ کرد.

این نکته حائز اهمیت است که بین سازه پیش ساخته، ساخت مدولار و ساخت و ساز خارج از محل، تمایز قائل شویم، اگرچه این اصطلاحات اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند.

ساخت و ساز مدولار به شکلی خاص به ایجاد ماژول‌های از پیش مهندسی‌شده اشاره دارد که می‌توانند پیکربندی‌های مختلف یک ساختمان را تشکیل دهند.

پیش ساخته به صورت کلی، شامل تولید عناصر مختلف ساختمانی به صورت جداگانه در یک کارخانه است.

13-2# داده‌های حسگر

داده‌های حسگر به صورت فزاینده‌ای در مدیریت جنبه‌های مختلف پروژه‌های ساختمانی از جمله نیروی انسانی، سایت‌های شغلی و تجهیزات، حیاتی هستند.

نظارت مؤثر، برنامه ریزی پروژه را بهبود می‌بخشد، عملیات را ساده می‌کند و پایبندی به استانداردهای ایمنی و نظارتی را تضمین می‌کند.

به لطف پیشرفت در سنسورهای ساخت و ساز و فناوری اینترنت اشیا، نظارت بر اجزای متعدد پروژه‌های ساختمانی ساده تر شده است.

بازار، طیف وسیعی از راه حل‌ها را ارائه می‌دهد که امکان نظارت جامع بر شرایط سایت، ردیابی مواد در سراسر زنجیره تأمین، افزایش ایمنی کارگران و بهبود مدیریت تسهیلات را فراهم می‌کند.

وجود قابلیت پیش‌ بینی، امکان برنامه ‌ریزی پیشگیرانه تعمیر و نگهداری را فراهم ‌آورده که می‌تواند دفعات بازدید در محل را کاهش دهد و در نتیجه ترافیک را به حداقل برساند.

این رویکرد استراتژیک نه تنها کارایی را افزایش می‌دهد؛ بلکه از ابتکارات پایداری در صنعت ساخت و ساز نیز پشتیبانی می‌کند.

14-2# شبیه سازی 4 بعدی

شبیه سازی 4 بعدی به شکلی فزاینده به عنوان یک ابزار حیاتی برای بهینه سازی فرآیندهای ساخت و ساز و ادغام مدیریت زمان با مدل سازی اطلاعات ساختمان سه بعدی (BIM) برای افزایش کارایی پروژه و کاهش هزینه‌ها شناخته می‌شود.

این رویکرد که مبتنی بر پذیرش گسترده BIM سه بعدی است، اطلاعات مربوط به زمان را برای تسهیل برنامه ریزی و زمان بندی دقیق یکپارچه می‌کند.

چنین اطلاعاتی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

• دوره‌های نصب
• زمان‌ تحویل
• دوره‌های خشک ‌کردن
• تنظیمات برنامه ‌ریزی احتمالی

این روش نه تنها پروژه‌ها را در تمام مراحل از برنامه ریزی و طراحی گرفته تا ساخت و ساز در مسیر مورد نظر نگه می‌دارد؛ بلکه به صورت قابل توجهی دقت در جمع آوری داده‌ها را برای استفاده در آینده افزایش می‌دهد.