Những công nghệ mới trong xây dựng giúp nâng cao chất lượng công trình

Công nghệ trong xây dựng đang thay đổi cách khảo sát, thiết kế, thi công và quản lý công trình. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào bản vẽ hai chiều và phương pháp kiểm tra thủ công, doanh nghiệp có thể sử dụng mô hình dữ liệu, thiết bị bay, cảm biến và hệ thống tự động để theo dõi dự án hiệu quả hơn. Hãy cùng tìm hiểu những công nghệ mới trong xây dựng giúp nâng cao chất lượng công trình qua bài viết dưới đây.

Mô hình thông tin công trình BIM

BIM, viết tắt của Building Information Modeling, là quá trình tạo lập và quản lý thông tin của một tài sản xây dựng trên mô hình số. Mô hình không chỉ thể hiện hình dạng ba chiều mà còn có thể liên kết dữ liệu về vật liệu, tiến độ, chi phí, thiết bị và vận hành. Điểm quan trọng của BIM là khả năng tập trung thông tin từ kiến trúc, kết cấu, cơ điện và các bộ môn liên quan vào một môi trường phối hợp chung. Nhờ đó, các bên có thể kiểm tra xung đột giữa hệ thống kỹ thuật trước khi triển khai ngoài công trường, thay vì chỉ phát hiện khi công việc đã thi công. Khi đưa dữ liệu BIM ra hiện trường, kỹ sư vẫn cần kiểm tra kích thước thực tế bằng máy đo khoảng cách laser. Thiết bị hỗ trợ đo nhanh chiều dài, chiều cao, diện tích hoặc khoảng cách giữa các vị trí, qua đó giúp đối chiếu thông tin trên mô hình với điều kiện thi công thực tế.

ISO 19650 xác định các nguyên tắc tổ chức, trao đổi, ghi nhận, quản lý phiên bản và lưu trữ thông tin trong quá trình áp dụng BIM. Tại Việt Nam, Quyết định số 258/QĐ-TTg ngày 17/03/2023 đã phê duyệt lộ trình áp dụng BIM trong hoạt động xây dựng. H: Mô hình BIM thể hiện kiến trúc, kết cấu và hệ thống cơ điện.

Mô hình BIM thể hiện đồng thời kiến trúc, kết cấu và hệ thống cơ điện.

Công nghệ máy bay không người lái Drone

Drone được sử dụng để chụp ảnh từ trên cao, khảo sát mặt bằng, theo dõi tiến độ và kiểm tra những vị trí khó tiếp cận. Công nghệ này đặc biệt hữu ích với công trường rộng, công trình cao tầng, mái nhà, cầu hoặc khu vực có địa hình phức tạp. Ảnh chụp từ Drone có thể được xử lý để tạo bản đồ hiện trạng, mô hình bề mặt hoặc mô hình ba chiều. Dữ liệu thu được giúp đội ngũ dự án so sánh hiện trạng với thiết kế, kiểm tra khối lượng thi công và lập báo cáo tiến độ trực quan hơn.

Drone giúp giảm thời gian tiếp cận một số khu vực nguy hiểm nhưng không thay thế hoàn toàn máy toàn đạc, máy thủy bình hoặc kỹ sư khảo sát. Độ tin cậy của kết quả còn phụ thuộc vào thiết bị, kế hoạch bay, điều kiện thời tiết và quy trình xử lý dữ liệu. Người vận hành cũng cần tuân thủ quy định về vùng bay, an toàn hàng không và phạm vi sử dụng tại công trường. Trước khi bay, cần kiểm tra cần cẩu, đường dây điện, vật cản và hoạt động của công nhân trong khu vực.

Drone chụp ảnh và theo dõi tiến độ tại công trường

Xem thêm: Khám phá các công nghệ xây dựng tiên tiến trong kỷ nguyên 4.0

Robot và thiết bị thi công tự động

Robot xây dựng là hệ thống có khả năng thực hiện công việc theo chương trình, dữ liệu cảm biến hoặc thông tin thu nhận từ môi trường. Công nghệ này phù hợp với nhiệm vụ lặp lại, yêu cầu thao tác ổn định hoặc tiềm ẩn nguy hiểm đối với người lao động. Robot đang được ứng dụng trong xây gạch, khoan, hàn, phá dỡ, vận chuyển vật liệu, vệ sinh và kiểm tra hiện trạng. Khi làm việc trong điều kiện phù hợp, thiết bị có thể duy trì chuyển động ổn định và hạn chế sự khác biệt giữa các ca làm việc.

Một lợi ích đáng chú ý là giảm thời gian người lao động phải tiếp xúc với khu vực nhiều bụi, tiếng ồn hoặc có nguy cơ va đập. Robot điều khiển từ xa cũng có thể hỗ trợ phá dỡ hoặc xử lý vật liệu trong những khu vực không bảo đảm an toàn cho con người. Tuy nhiên, công trường xây dựng thường xuyên thay đổi về mặt bằng, vật liệu, ánh sáng và thời tiết. Robot vì thế cần cảm biến, hệ thống nhận diện và người giám sát để xử lý những tình huống nằm ngoài chương trình đã thiết lập.

Robot thực hiện công việc khoan hoặc vận chuyển vật liệu tại công trường.

In 3D, AI, IoT và các công nghệ thông minh trong xây dựng

In 3D trong xây dựng sử dụng hệ thống điều khiển bằng máy tính để đưa vật liệu qua đầu phun và tạo hình theo từng lớp. Công nghệ này có thể được dùng để sản xuất cấu kiện trong nhà máy hoặc tạo một phần kết cấu trực tiếp tại công trường. Ưu điểm của in 3D là khả năng tự động hóa và tạo ra những chi tiết có hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, các yếu tố như độ bền vật liệu, liên kết giữa các lớp, khả năng gia cường, độ chính xác hình học và tiêu chuẩn nghiệm thu vẫn cần được đánh giá cẩn thận.

Internet vạn vật, còn gọi là IoT, giúp kết nối cảm biến, thiết bị và hệ thống quản lý. Cảm biến có thể theo dõi trạng thái máy móc, nhiệt độ, độ ẩm, mức tiêu thụ năng lượng hoặc điều kiện môi trường tại công trường. Dữ liệu thu thập được giúp bộ phận quản lý nhận biết thiết bị đang hoạt động, dừng máy hoặc xuất hiện dấu hiệu bất thường. Qua đó, doanh nghiệp có thể chủ động xây dựng kế hoạch bảo trì và hạn chế tình trạng máy móc dừng đột ngột. Trí tuệ nhân tạo có thể phân tích dữ liệu từ camera, Drone và cảm biến để nhận diện xu hướng, kiểm tra hình ảnh hoặc hỗ trợ cảnh báo rủi ro. Tuy nhiên, kết quả phụ thuộc nhiều vào độ chính xác của dữ liệu đầu vào. Các quyết định liên quan đến kết cấu, an toàn và chất lượng vẫn cần được kỹ sư kiểm tra.

Hệ thống in 3D bê tông kết hợp màn hình giám sát dữ liệu công trường

Thực tế ảo VR và thực tế tăng cường AR

Thực tế ảo VR đưa người dùng vào không gian mô phỏng thông qua kính hoặc thiết bị hiển thị chuyên dụng. Công nghệ này giúp kiến trúc sư, chủ đầu tư và nhà thầu quan sát công trình trước khi triển khai thực tế. Người dùng có thể kiểm tra không gian, lối đi, tầm nhìn, vị trí thiết bị và cách bố trí mặt bằng trực quan hơn so với việc chỉ xem bản vẽ. VR cũng được sử dụng trong đào tạo an toàn, giúp người lao động làm quen với tình huống nguy hiểm trong môi trường mô phỏng.

Thực tế tăng cường AR bổ sung mô hình, ký hiệu hoặc dữ liệu số lên hình ảnh của môi trường thật. Tại công trường, kỹ sư có thể dùng điện thoại, máy tính bảng hoặc kính hỗ trợ để đối chiếu vị trí đường ống, kết cấu và thiết bị dự kiến lắp đặt. AR còn hỗ trợ kiểm tra không gian, trình bày phương án và phối hợp giữa văn phòng với công trường. Tuy nhiên, độ tin cậy của hình ảnh phụ thuộc vào chất lượng mô hình và khả năng định vị của thiết bị.

Kỹ sư sử dụng công nghệ AR để đối chiếu mô hình với công trình thực tế

Xem thêm: Công nghệ thực tế ảo – Chìa khoá mở cửa tương lai mới

Doanh nghiệp không nhất thiết phải triển khai tất cả công nghệ cùng lúc. Cách tiếp cận phù hợp là xác định vấn đề đang gây nhiều sai sót, mất thời gian hoặc khó kiểm soát nhất, sau đó lựa chọn giải pháp có khả năng xử lý trực tiếp. BIM phù hợp với dự án có nhiều bộ môn và thường xuyên xảy ra xung đột thiết kế. Drone hữu ích khi cần theo dõi mặt bằng rộng hoặc kiểm tra khu vực khó tiếp cận. Robot nên được cân nhắc với những công việc lặp lại và có khối lượng đủ lớn.

IoT phù hợp với đơn vị cần giám sát nhiều thiết bị hoặc điều kiện công trường liên tục. VR và AR hỗ trợ trình bày phương án, đào tạo và đối chiếu mô hình với hiện trạng. Trước khi đầu tư, doanh nghiệp cần đánh giá hạ tầng dữ liệu, năng lực nhân sự và chi phí duy trì. Một thiết bị hiện đại khó phát huy hiệu quả nếu dữ liệu không được cập nhật hoặc các bộ phận không có quy trình phối hợp thống nhất.