Ngành xây dựng đang trải qua một cuộc cách mạng với sự xuất hiện của nhiều xu hướng và công nghệ mới. Những tiến bộ này không chỉ cải thiện hiệu quả làm việc mà còn định hình lại cách chúng ta thiết kế, xây dựng và quản lý các dự án. Từ Mô hình thông tin xây dựng (BIM), robot xây dựng, đến quản lý dự án kỹ thuật số và vật liệu xây dựng tiên tiến, mỗi yếu tố đều đóng góp vào việc nâng cao chất lượng và hiệu suất của các công trình. Trong bài viết này, Asiasoft sẽ đi sâu vào từng xu hướng nổi bật để hiểu rõ hơn về cách chúng đang thay đổi diện mạo của ngành xây dựng.

1. Mô hình thông tin xây dựng (BIM)

Quy hoạch và thiết kế xây dựng là một quá trình hợp tác yêu cầu sự tham gia của nhiều bên liên quan, bao gồm kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu và khách hàng, v.v.

Các phương pháp truyền thống trong ngành xây dựng hiện nay khiến việc hình dung những thay đổi theo thời gian thực trở nên khó khăn, vì mọi người đều làm việc trên các tệp riêng của mình mà không được tích hợp tự động và ngay lập tức.

Điều này dẫn đến việc tạo ra nhiều phiên bản khác nhau của cùng một kế hoạch, gây ra sự hỗn loạn và nhầm lẫn.

Vấn đề này đã được giải quyết bằng các công cụ BIM tiên tiến, cung cấp cơ sở dữ liệu trung tâm cho phép mọi người làm việc trên một mô hình chung duy nhất.

Trong khi BIM 5D cho phép quản lý chi phí và thời gian, BIM 6D cũng tính đến ngân sách năng lượng. Do đó, các giải pháp này sẽ giúp xác định xung đột từ giai đoạn đầu và cải thiện hiệu quả quy trình làm việc chung.

Khi kết hợp với AR và VR, mô hình thông tin tòa nhà cho phép thử nghiệm nhanh trong môi trường mô phỏng.

2. Robot xây dựng

Ngành xây dựng vẫn là một trong những ngành đòi hỏi nhiều lao động nhất, một trong những thách thức của ngành này là tìm kiếm lao động lành nghề.

Ngành công nghiệp này bao gồm nhiều công việc lặp đi lặp lại nhưng tốn thời gian có thể được thực hiện nhanh hơn thông qua robot và tự động hóa.

Một lợi ích bổ sung của robot xây dựng là chúng giúp giảm thiểu lỗi và tổn thất do mệt mỏi của con người gây ra.

Ví dụ, robot cộng tác tự động hóa việc xây gạch, hàn, sơn, buộc cốt thép và nhiều công việc lặp đi lặp lại tương tự với độ chính xác cao.

Các giải pháp robot cũng tự động hóa các thiết bị và đội xe hạng nặng để vận chuyển, đào đất, thi công bê tông, nâng tải và phá dỡ.

Điều này cũng mang lại lợi ích là tăng cường sự an toàn cho công nhân xây dựng, đồng thời giảm đáng kể thời gian vận hành và thậm chí còn giảm chi phí vận hành do ít lỗi và tổn thất hơn .

Đồng thời, tự động hóa xây dựng thông qua việc sử dụng robot làm tăng năng suất chung của dự án, giảm nhu cầu lao động và đảm bảo an toàn khi thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm.

3. Quản lý dự án xây dựng

Quản lý dự án kỹ thuật số là một trong những xu hướng sắp tới trong ngành xây dựng. Ở đây, phần mềm dựa trên đám mây được sử dụng để đạt được các mục tiêu về chất lượng, thời gian và chi phí.

Thông qua quản lý dự án, các nguyên tắc cho từng giai đoạn xây dựng đã được quyết định, trong đó, ở giai đoạn đầu, người quản lý dự án sử dụng các thuật toán dự đoán dựa trên AI để hiểu tính khả thi của dự án.

Sau khi được chấp thuận, người quản lý sẽ đặt ra các mốc quan trọng cho mọi người và phân bổ các nguồn lực để đạt được các mốc quan trọng đó. Các nguồn lực được phân bổ thông qua hệ thống ERP, hệ thống này cũng đảm bảo tính minh bạch cũng như lưu trữ khối lượng lớn dữ liệu.

Hệ thống ERP cũng được các nhà quản lý sử dụng để theo dõi kết quả mong đợi và thực tế (còn được gọi là phân tích quy trình hiện trạng) của mọi nhiệm vụ và sau đó thậm chí thu thập thông tin chi tiết về các điểm nghẽn.

Gần cuối dự án, các nhà quản lý sẽ lập các hợp đồng thông minh dựa trên chuỗi khối để khẳng định nghĩa vụ pháp lý và ngăn ngừa gian lận tài chính.

Tất cả những điều này nhấn mạnh cách quản lý dự án xây dựng kỹ thuật số giúp giảm thiểu chất thải, tăng hiệu quả làm việc của lực lượng lao động và đảm bảo hoàn thành dự án đúng thời hạn, điều này không chỉ làm tăng sự hài lòng của khách hàng mà còn thu hút khách hàng quay lại.

4. Vật liệu xây dựng tiên tiến

Khi khách hàng và toàn xã hội đang chuyển dịch nhiều hơn sang xây dựng xanh hơn và bền vững hơn, ngành xây dựng và các công ty trong ngành cũng đang chuyển sang các phương pháp tiếp cận theo mô-đun và xanh phù hợp với xu hướng này của người mua .

Vật liệu xây dựng tiên tiến bổ sung cho những cách xây dựng mới này. Ví dụ, nhiều vật liệu sáng tạo và bền vững như bê tông in 3D và đá bazan đang thay thế những vật liệu cũ.

Ngoài ra, các vật liệu làm từ sinh vật sống, như bê tông tự phục hồi sử dụng vi khuẩn cũng đang ngày càng phổ biến. Hơn nữa, các vật liệu bền vững như vật liệu tổng hợp từ sợi nấm, bọt sinh học và nhựa sinh học cũng là một phần của xu hướng ngành xây dựng này.

Loại vật liệu cải tiến tiếp theo bao gồm graphene, tơ nhện, aerogel, vật liệu tổng hợp carbon, gốm thủy lực và vật liệu nano. Đặc điểm của những vật liệu này là chúng nhẹ hơn và có khả năng giữ nước cao hơn.

Các vật liệu nhôm và gỗ tiên tiến như tre, gỗ trong suốt, gỗ dán chéo và bọt nhôm cũng có độ bền và khả năng phân hủy sinh học cao hơn. Các công ty khởi nghiệp đang tiến hành nhiều nghiên cứu hơn để tìm ra các vật liệu bền vững, ít cần bảo dưỡng, bền và tiết kiệm năng lượng.

5. Xây dựng ngoài công trường

Đây là một trong những xu hướng mới nổi trong ngành xây dựng cho phép thiết kế, sản xuất và chế tạo các bộ phận xây dựng ngay trong nhà máy.

Theo cách xây dựng truyền thống, điều kiện thời tiết thường dẫn đến chi phí tăng do phải áp dụng phí dự phòng và yêu cầu thêm giờ lao động. Hơn nữa, việc xây dựng tại chỗ cũng dẫn đến lãng phí vật liệu.

Mặt khác, xây dựng ngoài công trường đã thay đổi vòng đời xây dựng về mặt tính bền vững, an toàn của người lao động và chất lượng. Xây dựng ngoài công trường kết hợp nhiều loại vật liệu cải tiến, kỹ thuật lắp ráp mới lạ và công nghệ in 3D.

Phần đầu tiên của xây dựng ngoài công trường liên quan đến xây dựng thể tích, bao gồm xây dựng mô-đun và xây dựng dạng vỏ. Lợi ích của kỹ thuật này là cho phép chế tạo trước các cấu trúc 3D nặng như nhà và phòng.

Phần thứ hai của quá trình xây dựng ngoài công trường bao gồm thi công lắp ghép, theo đó nhà máy sẽ sản xuất các tấm phẳng để sử dụng cho sàn, tường hoặc mái nhà.

Kỹ thuật này được các tòa nhà thương mại hiện đại sử dụng để lắp đặt các vách ngăn và các thành phần hỗ trợ. Xu hướng này đã dẫn đến việc thay thế các phương pháp xây dựng truyền thống bằng các giải pháp xây dựng mô-đun do các công ty khởi nghiệp cung cấp.

6. Giám sát xây dựng

Khó có thể giám sát thủ công các dự án vì các dự án xây dựng trải rộng về mặt địa lý và liên quan đến nhiều tài sản và nguồn nhân lực. Trên thực tế, các công trường xây dựng cũng có nhiều khu vực, mặc dù nằm ngoài tầm với của con người, nhưng vẫn cần được kiểm tra thường xuyên.

Vì lý do này mà các công ty xây dựng đang áp dụng công nghệ để hợp lý hóa việc giám sát xây dựng.

Giá trị gia tăng từ giám sát phụ thuộc vào mức độ của quy trình giám sát, bắt đầu từ chức năng kiểm toán nhẹ đến đảm bảo chất lượng. Tuy nhiên, các kỹ thuật giám sát và kiểm tra tiên tiến sử dụng giám sát dựa trên máy bay không người lái kết hợp với cảm biến LIDAR hoặc cảm biến nhiệt.

Để giám sát công nhân xây dựng, camera độ nét cao (HD) và các kỹ thuật nhận dạng khuôn mặt dựa trên AI được sử dụng để cải thiện năng suất. Ngoài ra, robot cũng phát hiện lỗi và hỏng hóc trong các cấu trúc bằng công nghệ cảm biến nhúng với độ chính xác cao hơn so với kiểm tra thủ công.

Nhờ sử dụng các công nghệ này, hiệu quả chung của việc giám sát xây dựng được cải thiện, do đó cũng làm tăng tỷ lệ các khoản phải thu so với các khoản phải trả của công ty xây dựng.

7. An toàn cho công nhân xây dựng

Một trong những lĩnh vực bị bỏ qua nhiều nhất trong ngành xây dựng là an toàn của người lao động. Điều này là do các công ty xây dựng liên tục tìm cách giảm thiểu chi phí lao động. Tuy nhiên, các công ty xây dựng hiện đại tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn của người lao động.

Để đảm bảo an toàn cho người lao động, các công nghệ nhập vai giúp ngăn ngừa các tai nạn có thể xảy ra tại công trường, trong khi PPE (Thiết bị bảo vệ cá nhân) đóng vai trò như một vị cứu tinh. Để dự đoán các mối nguy hiểm và thực hiện các biện pháp an toàn phù hợp, các công ty xây dựng sử dụng thuật toán AI.

Ngoài ra, để giảm khả năng xảy ra tai nạn, công nghệ VR đào tạo công nhân thực địa cho các nhiệm vụ nguy hiểm thông qua đào tạo nhập vai. Đồng thời, AR cho phép các nhà chế tạo quét qua các vật thể. Trên thực tế, để đảm bảo an toàn cho công nhân, các công ty hiện sử dụng PPE được nhúng cảm biến IoT.

Các cảm biến này phát hiện các tín hiệu dưới dạng nhiệt độ, độ rung, số bước chân, nhịp tim,… và gửi thông tin này để phân tích thêm.

Thông tin này cho phép người giám sát theo dõi từ xa tình trạng sức khỏe và năng suất của người lao động. Các sản phẩm an toàn tiên tiến như vậy mang lại lợi ích cho cả người lao động và công ty bằng cách giảm thiểu tổn thất về thể chất và tài chính.

8. Xây dựng xanh

Một trong những xu hướng chính đang được ngành xây dựng tập trung là tính bền vững. Trong khi hiện nay, việc xác định vật liệu và quy trình bền vững cho các dự án xây dựng rất tốn kém và mất thời gian, thì xây dựng xanh đã ra đời để giải cứu.

Xây dựng xanh là một khái niệm phổ biến áp dụng các biện pháp thân thiện với môi trường từ khâu lập kế hoạch trước khi xây dựng cho đến khi đóng cửa và ngừng hoạt động dự án. Các tòa nhà xanh tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và tài nguyên, cho phép các tòa nhà đạt được lượng khí thải carbon ròng bằng 0 và giảm chất thải trong quá trình xây dựng.

Để một tòa nhà đủ điều kiện là tòa nhà xanh, tòa nhà đó phải đáp ứng các thông số như đã thảo luận ở trên để được chứng nhận. Một trong những chứng nhận phổ biến là LEED (Lãnh đạo trong Thiết kế Năng lượng và Môi trường) từ Hội đồng Xây dựng Xanh Hoa Kỳ.

Ngày càng có nhiều vật liệu tiên tiến cho mục đích xây dựng cũng được chứng nhận LEED. Các tòa nhà xanh là tương lai của ngành xây dựng và ngày nay, các doanh nghiệp đang phát triển các giải pháp hỗ trợ xây dựng xanh.

9. In 3d trong ngành xây dựng

Trong xây dựng, in 3D còn được gọi là xây dựng bồi đắp. Đây là phương pháp xây dựng bền vững và hiệu quả. Máy in xây dựng có thể in toàn bộ tòa nhà hoặc chỉ các thành phần tòa nhà đúc sẵn.

In 3D là phương pháp sử dụng robot để in thiết kế theo từng lớp bằng vật liệu xây dựng tiên tiến và kết hợp với BIM.

Nó có tính linh hoạt thiết kế cao mà không cần ván khuôn. Các phương pháp khác nhau được sử dụng để in là liên kết bằng điện, đùn và hàn phụ gia.

Ngoài ra, khi so sánh với các phương pháp xây dựng bằng gạch truyền thống, công nghệ in 3D đòi hỏi ít nhân công hơn và tạo ra ít chất thải hơn.

Trên thực tế, quy trình xây dựng 3D là quy trình được lập trình và tự động hóa hoàn toàn, giúp loại bỏ lỗi của con người và cải thiện năng suất.

10. Công trường xây dựng kết nối

Các dự án xây dựng thường có nhiều bộ phận năng động và việc kiểm soát tất cả các yếu tố là rất quan trọng đối với sự thành công của dự án. Một trong những cách tốt nhất để đảm bảo hoạt động trơn tru là kết nối các công trường xây dựng.

Việc tạo ra quy trình làm việc có cấu trúc và tích hợp dữ liệu ở mỗi bước của công việc xây dựng đảm bảo thông tin phù hợp được cung cấp cho từng bên liên quan.

Lợi ích khác của công trường xây dựng kết nối là nó kết nối con người, quy trình và thông tin bằng AR, VR, AI, robot và thiết bị đeo.

Công nghệ IoT, kết hợp với AI, cho phép dự đoán hậu cần để cải thiện sự an toàn của công nhân trong quá trình xây dựng và tối ưu hóa hàng tồn kho, giúp giảm lãng phí cũng như các chi phí liên quan, cuối cùng là cải thiện dòng tiền của công ty.

Ngoài ra, tầm nhìn máy tính cho phép hướng dẫn và hỗ trợ tức thời, kết nối các công trường xây dựng với văn phòng chính. Tất cả các giải pháp như vậy cũng cho phép người quản lý công ty đưa ra quyết định nhanh hơn và sáng suốt hơn dựa trên dữ liệu thời gian thực.

11. Kết luận xu hướng nổi bật đang định hình ngành xây dựng hiện đại

Ngành xây dựng đang chứng kiến một sự chuyển đổi mạnh mẽ nhờ sự tiến bộ của công nghệ và các phương pháp tiếp cận mới. Mô hình thông tin xây dựng (BIM) đã nâng cao khả năng hợp tác và tối ưu hóa quy trình làm việc, trong khi robot xây dựng và tự động hóa giúp cải thiện hiệu suất và an toàn. Quản lý dự án kỹ thuật số, sử dụng các công cụ AI và ERP, đảm bảo tính minh bạch và hiệu quả trong mọi giai đoạn của dự án. Vật liệu xây dựng tiên tiến và các phương pháp xây dựng ngoài công trường không chỉ nâng cao chất lượng mà còn thúc đẩy tính bền vững. Giám sát công trình bằng công nghệ tiên tiến, cùng với các biện pháp an toàn cho công nhân và xây dựng xanh, đang định hình tương lai của ngành.

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ như in 3D và công trường xây dựng kết nối, ngành xây dựng đang ngày càng tiến gần hơn đến việc đạt được mục tiêu xây dựng bền vững và hiệu quả. Tất cả những xu hướng này không chỉ cải thiện chất lượng công trình mà còn giúp tiết kiệm chi phí và tăng cường sự hài lòng của khách hàng. Tương lai của ngành xây dựng là sự kết hợp giữa công nghệ và con người, hướng tới một môi trường làm việc an toàn, hiệu quả và thân thiện với môi trường.