Công nghệ xây dựng (contech) Tương lai của ngành kiến tạo

Khi nghĩ đến xây dựng, chúng ta thường hình dung ra cảnh tượng lao động chân tay vất vả và máy móc hạng nặng. Nhưng ngày nay, hình ảnh đó đang dần được thay thế bởi những chiếc drone bay lượn trên cao, những robot tự động làm việc và các kỹ sư cầm máy tính bảng thay vì bản vẽ giấy. Đó chính là thế giới của Công nghệ xây dựng (ConTech).

ConTech không chỉ là một vài công cụ mới. Nó là một cuộc cách mạng toàn diện, ứng dụng công nghệ số để giải quyết những thách thức cố hữu của ngành xây dựng như năng suất thấp, chi phí vượt trội và rủi ro an toàn lao động.

Contech là gì? giải mã thuật ngữ then chốt

ConTech là từ viết tắt của Construction Technology (Công nghệ xây dựng), dùng để chỉ mọi loại công nghệ, phần mềm, máy móc và vật liệu đổi mới được áp dụng vào quá trình thiết kế, thi công và quản lý các công trình xây dựng.

Mục tiêu cuối cùng của ConTech là tạo ra các công trình xây dựng thông minh – những công trình được xây dựng hiệu quả hơn, vận hành tối ưu hơn và bền vững hơn với môi trường.

Giai đoạn thiết kế: xây dựng công trình trong thế giới số trước tiên

Cuộc cách mạng ConTech bắt đầu từ trước khi viên gạch đầu tiên được đặt xuống.

Mô hình thông tin công trình (bim - building information modeling)

BIM không chỉ là một bản vẽ 3D. Nó là một "bản sao số" hoàn chỉnh của công trình, chứa đựng mọi thông tin chi tiết từ kết cấu, hệ thống điện nước, vật liệu cho đến chi phí và tiến độ. Việc xây dựng mô hình BIM trước giúp các kiến trúc sư, kỹ sư và nhà thầu có thể:

• Phát hiện xung đột: Tìm ra các vị trí mà hệ thống ống nước có thể va chạm với hệ thống điện ngay trên mô hình, tránh việc phải đập phá và sửa chữa tốn kém ngoài thực tế.
• Mô phỏng và Phân tích: Tính toán hiệu quả năng lượng, khả năng chịu lực và tối ưu hóa thiết kế.

Thực tế ảo (vr) và thực tế tăng cường (ar)

Thay vì chỉ nhìn vào bản vẽ, VR cho phép chủ đầu tư và kiến trúc sư có thể "đi dạo" bên trong công trình ảo, cảm nhận không gian và đưa ra các điều chỉnh cần thiết. Trong khi đó, AR giúp các công nhân trên công trường có thể dùng điện thoại hoặc kính thông minh để xem các mô hình 3D của hệ thống điện, nước được đặt chồng lên khung cảnh thực tế, giúp lắp đặt chính xác hơn.

Giai đoạn thi công: tự động hóa trong xây dựng và giám sát thông minh

Robot và máy móc thông minh đang thay đổi ngành xây dựng

Trong các ứng dụng nổi bật của Công nghệ xây dựng (ConTech), tự động hóa là bước tiến thể hiện rõ nhất tiềm năng công nghệ. Nhiều thiết bị hiện đại đang thay thế sức người bằng trí tuệ máy móc:

• Robot xây gạch: Thay vì thợ hồ truyền thống, robot có thể xây tới hàng nghìn viên gạch mỗi ngày, với độ chính xác tuyệt đối và không bị gián đoạn bởi thời tiết hay mệt mỏi. Điều này không chỉ đẩy nhanh tiến độ mà còn giảm sai sót trong thi công.
  
  
• Máy ủi tự hành: Sử dụng hệ thống định vị vệ tinh (GPS) và cảm biến, máy có thể tự san phẳng mặt bằng theo đúng bản vẽ thiết kế mà không cần người điều khiển trực tiếp. Việc này đặc biệt hiệu quả tại các khu vực rộng lớn hoặc địa hình phức tạp.
  
  
• Drone giám sát công trình: Máy bay không người lái được sử dụng để khảo sát địa hình trước khi xây dựng, chụp ảnh tiến độ công trình theo ngày, giám sát an toàn lao động, và kiểm tra chất lượng từ trên cao – những khu vực mà con người khó tiếp cận hoặc tiềm ẩn nhiều nguy hiểm.
  
  

In 3D bê tông – Đột phá mới trong thi công công trình

Công nghệ in 3D trong xây dựng là một trong những đột phá lớn nhất, khi nó cho phép “in” trực tiếp các phần cấu trúc của công trình bằng vữa bê tông đặc biệt, thay vì phải đúc hoặc lắp ghép như phương pháp truyền thống.

• Khả năng thi công nhanh chóng: Một bức tường hoặc thậm chí toàn bộ khung nhà có thể được in ra chỉ trong vài ngày, nhờ robot in hoạt động liên tục và chính xác theo thiết kế số.
  
  
• Tối ưu chi phí và vật liệu: Vì in 3D chỉ sử dụng lượng vật liệu đúng theo thiết kế, nên giúp giảm lãng phí, tiết kiệm nhân công, cắt giảm thời gian và hạn chế ô nhiễm từ rác thải xây dựng.
  
  
• Tính linh hoạt cao: In 3D cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp mà các phương pháp truyền thống khó thi công, mở ra cơ hội sáng tạo trong kiến trúc và xây dựng dân dụng.
  
  

Nền tảng của mọi công trình: vật liệu xây dựng công nghệ cao

Một công trình thông minh cần được xây nên từ những vật liệu thông minh.

• Bê tông tự liền (Self-healing concrete): Loại bê tông này chứa các viên nang siêu nhỏ chứa vi khuẩn và chất dinh dưỡng. Khi một vết nứt xuất hiện, các viên nang này vỡ ra, vi khuẩn sẽ "ăn" chất dinh dưỡng và tiết ra đá vôi, tự động "vá" lại vết nứt.
• Kính thông minh (Smart glass): Có thể thay đổi độ trong suốt bằng một dòng điện nhỏ, giúp kiểm soát lượng ánh sáng và nhiệt đi vào tòa nhà, từ đó tiết kiệm năng lượng cho việc làm mát hoặc sưởi ấm.

"Bộ não" của dự án: quản lý dự án xây dựng bằng phần mềm

Để kết nối tất cả các giai đoạn và các bên liên quan, quản lý dự án xây dựng bằng phần mềm là yếu tố không thể thiếu.

Các nền tảng dựa trên đám mây như Autodesk Construction Cloud hay Procore hoạt động như một trung tâm thần kinh, nơi:

• Mọi người (chủ đầu tư, kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu) đều truy cập và làm việc trên cùng một phiên bản bản vẽ duy nhất, tránh các sai sót do thông tin không đồng bộ.
• Tiến độ công việc, nhật ký công trường, các vấn đề phát sinh đều được cập nhật theo thời gian thực.
• Việc quản lý chi phí, vật tư và nhân công trở nên minh bạch và hiệu quả hơn.

Tất cả hội tụ trong khái niệm xây dựng thông minh

Một công trình xây dựng thông minh là kết quả của việc áp dụng ConTech một cách toàn diện. Nó được thiết kế bằng BIM, thi công bằng robot và vật liệu công nghệ cao, quản lý bằng phần mềm và được trang bị các hệ thống IoT để vận hành hiệu quả sau khi hoàn thành. Đây chính là mục tiêu cuối cùng mà ngành công an nghiệp xây dựng đang hướng tới.

Kết luận

Công nghệ xây dựng (ConTech) không còn là một khái niệm xa vời mà đã và đang trở thành một yêu cầu tất yếu để tăng sức cạnh tranh. Nó giúp ngành công nghiệp vốn đối mặt với nhiều rủi ro và sự thiếu hiệu quả trở nên an toàn hơn, nhanh hơn, tiết kiệm hơn và bền vững hơn. Cuộc cách mạng số này chỉ mới bắt đầu, và những công trình trong tương lai hứa hẹn sẽ còn thông minh và đáng kinh ngạc hơn nữa.