5 công nghệ mới nhất ứng dụng trong xây dựng & thi công công trình

1. Công nghệ Chế tạo Trước và Lắp Ghép Mô-đun trong Xây dựng Cầu Đường

Xây dựng kiểu mô-đun là phương pháp chế tạo trước các thành phần cấu kiện trong nhà xưởng, sau đó vận chuyển đến địa điểm xây dựng và lắp ráp chúng thành công trình hoàn chỉnh. Trong lĩnh vực xây dựng cầu đường, việc chế tạo trước các hạng mục như dầm cầu, cống bê tông, và kết cấu thép đang mang lại những hiệu quả đáng kể.

• Tăng Tốc Độ Xây Dựng: Việc sử dụng công nghệ mô-đun có thể giảm thiểu từ 30-50% thời gian xây dựng. Với phương pháp lắp ghép cầu theo kiểu mô-đun, khi một phần dầm cầu đang được hoàn thiện, các phần khác có thể được sản xuất đồng thời ở một địa điểm khác. Thời gian xây dựng nhanh hơn đồng nghĩa với khả năng thanh toán nhanh hơn, tạo ra lợi thế về dòng tiền cho dự án.
• Giảm Chi Phí: Chi phí xây dựng được giảm thiểu tối đa nhờ vào quy trình sản xuất lặp lại và hiệu quả. Việc sản xuất hàng loạt các cấu kiện mô-đun trong nhà máy giúp kiểm soát chất lượng và giảm thiểu lãng phí nguyên vật liệu.
• Lợi Thế Về Nguồn Lao Động: Một lợi thế khác của công nghệ này là sự linh hoạt trong việc sử dụng lao động. Thay vì phải tìm kiếm lao động lành nghề, tự động hóa cho phép sử dụng lao động không lành nghề và chưa qua đào tạo trong nhà máy dễ dàng hơn. Điều này thuận lợi hơn so với việc triển khai họ trực tiếp ra công trường xây dựng phức tạp và ngổn ngang.

Bằng cách tận dụng những lợi thế trên, công nghệ chế tạo trước và lắp ghép mô-đun đang ngày càng được ưa chuộng và áp dụng rộng rãi trong ngành xây dựng cầu đường, mang lại những cải tiến vượt bậc về tốc độ, chi phí và quản lý nguồn nhân lực.

 2. Ứng Dụng Vật Liệu Tiên Tiến

Vật liệu tiên tiến là các loại vật liệu được thiết kế và chế tạo để đáp ứng các yêu cầu sử dụng đặc biệt, mang lại những tính năng vượt trội so với vật liệu truyền thống.

• Ảnh Hưởng của Vật Liệu đến Chất Lượng và Chi Phí Xây Dựng: Vật liệu xây dựng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định chất lượng, chi phí và thời gian thi công của công trình. Chi phí dành cho vật liệu xây dựng thường chiếm phần lớn trong tổng giá thành xây dựng: khoảng 75-80% đối với các công trình dân dụng và công nghiệp, 70-75% đối với các công trình giao thông, và 50-55% đối với các công trình thủy lợi.
• Nghiên Cứu và Ứng Dụng Công Nghệ Tiên Tiến: Vì vậy, ngành vật liệu xây dựng cần tăng cường nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ tiên tiến nhằm giảm sức lao động, tăng năng suất, và phát triển những loại vật liệu mới thân thiện với môi trường và tiện ích hơn. Trong Chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021-2030, định hướng đến năm 2050, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt việc tiếp cận và áp dụng các thành tựu khoa học, công nghệ và quản lý từ cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, nhằm thúc đẩy ngành vật liệu xây dựng phát triển mạnh mẽ hơn.
• Lợi Ích của Việc Ứng Dụng Công Nghệ Tiên Tiến: Việc ứng dụng công nghệ tiên tiến vào sản xuất vật liệu xây dựng mang lại nhiều lợi ích. Các quy trình sản xuất sẽ được giám sát chặt chẽ hơn, giảm bớt nhân công và tăng cường đầu tư vào công nghệ, từ đó nâng cao năng suất lao động. Công nghệ tiên tiến cũng giúp nhanh chóng thu hồi vốn đầu tư, dễ dàng lập kế hoạch bảo dưỡng và thay thế vật tư, đồng thời tính toán chính xác thời gian hoạt động của cả dây chuyền sản xuất.

Nhờ việc áp dụng các công nghệ mới, ngành vật liệu xây dựng không chỉ giảm thiểu chi phí mà còn nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm, góp phần quan trọng vào sự phát triển bền vững của ngành xây dựng trong tương lai.

3. Công nghệ 3D và Ảnh Hưởng đến Xây Dựng Công Trình

In 3D trong xây dựng đề cập đến việc sử dụng công nghệ in 3D như một phương pháp chính để tạo ra các tòa nhà hoặc các thành phần cấu kiện. Quá trình này có thể diễn ra theo hai cách: in toàn bộ công trình thành một khối hoặc in từng phần riêng lẻ rồi lắp ráp lại.

Các Phương Pháp In 3D trong Xây Dựng

Trong lĩnh vực xây dựng, các phương pháp in 3D chủ yếu bao gồm đùn (sử dụng bê tông/xi măng, sáp, bọt, polyme), kết dính bột (liên kết polyme, liên kết phản ứng, thiết kế), và hàn đắp.

Lợi Ích của In 3D So với Xây Dựng Truyền Thống

In 3D trong xây dựng mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với các phương pháp xây dựng truyền thống:

– Thời Gian Thi Công: Việc hoàn thành một căn nhà bằng công nghệ in 3D thường chỉ mất từ 1 tuần đến 10 ngày.
– Nhân Công: Quá trình thi công chủ yếu cần nhân công cho khâu thiết kế và cung cấp vật liệu, giảm thiểu nhu cầu lao động tay nghề cao.
– Vật Liệu Đa Dạng: Công nghệ in 3D có thể sử dụng hầu như mọi loại vật liệu, từ bê tông đến các loại polyme.
– Tiết Kiệm Chi Phí: Thời gian thi công ngắn và số lượng nhân lực cần thiết ít giúp giảm chi phí đáng kể so với xây dựng truyền thống.

Tương Lai của Công Nghệ In 3D

Với sự tiến bộ của công nghệ và vật liệu, cùng với nhu cầu ngày càng tăng, ngành in 3D có tiềm năng phát triển mạnh mẽ và dần thay thế một phần ngành công nghiệp xây dựng truyền thống.

4. Công Nghệ Tự Động Hóa trong Thi Công Công Trình

Cùng với sự phát triển của công nghệ tự động hóa, viễn cảnh xây dựng một ngôi nhà trong vòng 24 giờ mà hầu như không cần sự can thiệp của con người đang dần trở thành hiện thực.

Robot trong Xây Dựng

Robot đang được ưu tiên phát triển, đặc biệt tại các quốc gia có dân số lao động đang già đi. Với khả năng làm việc liên tục và độ chính xác cao, robot đang dần trở thành lực lượng lao động chủ chốt trong xây dựng:

– Iran: Robot có khả năng xây tường cao 200m chỉ trong một ngày.
– Anh: Ngôi nhà đầu tiên hoàn toàn được xây dựng bởi robot đã hoàn thành trong vòng 3 tuần, đánh dấu cột mốc quan trọng trong lĩnh vực xây dựng bằng robot.
– Nhật Bản: Một con đập đã được hoàn thành mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào của con người, hoàn toàn nhờ vào công nghệ robot.

Tương Lai của Robot trong Xây Dựng

Trong tương lai, robot sẽ được sử dụng trong các dự án xây dựng ngoài không gian, nơi điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Công nghệ này sẽ mở ra những khả năng mới cho ngành xây dựng, từ việc xây dựng các cấu trúc phức tạp đến việc thi công trong những điều kiện mà con người không thể trực tiếp tham gia.

Những tiến bộ này không chỉ cải thiện hiệu quả và tốc độ thi công mà còn mang lại sự an toàn và tiết kiệm chi phí, tạo nên một bước ngoặt quan trọng trong ngành xây dựng toàn cầu.

5. Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng trong Xây Dựng Công Trình (AR & VR)

Thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) trong ngành xây dựng không chỉ mang lại trải nghiệm và tương tác thú vị, mà còn cho phép đánh giá các mẫu thiết kế trong không gian thực, hoặc thử nghiệm các vị trí thiết kế để lựa chọn phương án tốt nhất.

Các Ứng Dụng Chính của Thực Tế Ảo (VR) trong Xây Dựng

– Trải Nghiệm Sản Phẩm Cho Marketing và Bán Hàng:** VR giúp khách hàng trải nghiệm sản phẩm một cách sống động, nâng cao hiệu quả marketing và bán hàng.
– Chi Tiết Hóa Bản Vẽ: VR mô phỏng chi tiết chức năng và tiện ích của các công trình, dự án, giúp hình dung rõ ràng hơn.
– Thử và Điều Chỉnh Thiết Kế: VR cho phép thử nghiệm và điều chỉnh thiết kế để phù hợp với nhu cầu thực tế của người dùng.
– Đào Tạo An Toàn Lao Động: VR hỗ trợ đào tạo các công đoạn phức tạp như an toàn lao động, lắp đặt thiết bị khó, đắt tiền và phức tạp.
– Thực Hành Máy Móc: VR giúp thực hành sử dụng các loại máy móc trong môi trường an toàn, đặc biệt là ở những nơi có điều kiện làm việc khắc nghiệt.
– Tham Quan Công Trình: VR hỗ trợ việc tham quan các công trình và dự án, phục vụ mục đích du lịch, thu hút và quảng bá.

Thực Tế Tăng Cường (AR) trong Xây Dựng

Không chỉ VR, công nghệ AR cũng đang được ứng dụng hiệu quả trong xây dựng. AR cho phép người dùng duy trì nhận thức về thế giới thực, đồng thời áp dụng thông tin bổ sung vào môi trường xung quanh.

Lợi Ích của AR trong Xây Dựng

Khi phần cứng trở nên phổ biến hơn và giao diện người dùng dễ truy cập hơn, AR có thể thay đổi hoàn toàn cách xây dựng. Công nhân có thể sử dụng các thiết bị như mũ bảo hiểm thông minh DAQRI khi làm việc, giữ quan điểm rõ ràng về kế hoạch xây dựng và thực hiện chúng một cách chính xác. Các vật liệu và đồ đạc có thể được căn chỉnh nhanh chóng và chính xác mà không cần tham khảo tài liệu giấy.

An Toàn và Nhận Thức Tình Huống

AR còn giúp tăng cường an toàn lao động. Công nhân có thể nhận thông báo về vị trí của các công nhân khác và thiết bị nặng xung quanh. Những vấn đề nguy hiểm như nền tảng không ổn định hoặc thiết bị trượt có thể được cảnh báo ngay lập tức qua tai nghe AR, giúp công nhân khắc phục sự cố trước khi chúng trở thành mối nguy hiểm.

Với những lợi ích vượt trội về hiệu quả, độ chính xác và an toàn, AR và VR đang dần trở thành công cụ không thể thiếu trong ngành xây dựng, mang lại nhiều cải tiến đáng kể cho quy trình thi công và quản lý công trình.