隨著技術革新以星火燎原之勢在各領域展開，建筑業(yè)也在發(fā)生著日新月異的變革。新材料和新技術的應用，讓建筑行業(yè)從設計到施工，再到后期管理與維護，都變得更加自動化、智能化、綠色化。

回顧過去，那些讓人印象深刻的建筑業(yè)創(chuàng)新解決方案就像一種指南，標志著建筑業(yè)的科技變革，以及未來的進化方向。

勤勞的施工機器人

在建筑施工現(xiàn)場，傳統(tǒng)的平地機、裝載機、反鏟挖掘機等機械設備早已實現(xiàn)自動化控制。

2017年，得益于人工智能和機器人技術的快速爆發(fā)，建筑施工機械設備的自動化技術進一步得到加強，一些新型機器人已經(jīng)應用到施工現(xiàn)場。

美國建筑機器人公司Construction Robotics研發(fā)的砌磚機器人SAM開始和建筑工人共同工作，以減少工人高強度的工作壓力。通過傳送帶、機械臂和混凝土泵，SAM一天可以砌3000塊磚，是建筑工人的6倍。

美國建筑機器人公司Built Robotics研發(fā)的無人駕駛履帶式裝載機可以利用Lidar（激光探測與測量）技術、GPS和自動化軟件在工地自主行動，按需進行挖掘和推土。

澳大利亞力拓集團（Rio Tinto）已經(jīng)在其采礦作業(yè)中部署了一支包括卡車、自卸卡車和一輛重達320噸的巨型機械在內的自動駕駛車隊，該車隊由遠在千里之外的珀斯總部工作人員進行遠程控制。

虛擬現(xiàn)實技術的應用

虛擬現(xiàn)實和沉浸式設計在建筑設計階段已經(jīng)有很多的應用和成功案例，已經(jīng)成為很多建筑公司的常規(guī)技術工具。特別是面對醫(yī)療場所等有特殊要求的建筑時，虛擬現(xiàn)實技術正在加速推動行業(yè)變革。

由于醫(yī)療機構手術室、急診室和其他科室的組成非常復雜，必須進行試運行，以確保重要的醫(yī)療設施和醫(yī)院基礎設施能在緊湊的空間內高效工作。

因此，搭建實體模型是傳統(tǒng)的醫(yī)療機構建筑在施工前很常見的工序，但是搭建實體模型耗時且昂貴，在搭建過程中，容易因各種問題導致重新制作，從而造成成本增加和工期延遲。

2017年，美國建筑公司Layton Construction在為阿拉巴馬州佛羅倫薩市設計一個占地48.5萬平方英尺，擁有280個床位的醫(yī)療中心時，利用虛擬現(xiàn)實技術，在設計階段和建設過程的關鍵階段創(chuàng)建虛擬的實體模型，對手術室和其他重要醫(yī)療設施進行用戶測試。

提到增強現(xiàn)實技術，還記得Google Glass嗎？盡管Google Glass并沒有普及并成為一種個人消費產(chǎn)品，但在制造業(yè)中卻有著非常重要的作用，未來在建筑應用領域可能也會有較明朗的應用場景。

虛擬現(xiàn)實技術公司DAQRI發(fā)布的DAQRI智能頭盔也是一種工業(yè)級人機界面產(chǎn)品，通過頭盔護目鏡可以將逼真的3D BIM模型帶入工作現(xiàn)場，在為工人提供安全保障的同時，使生產(chǎn)效率最大化。

循環(huán)商業(yè)模式

循環(huán)商業(yè)模式，與其說是一種技術，不如稱之為一種哲學。

備受關注的卡塔爾2022世界杯體育場——拉斯阿布阿邦體育場就是這樣一種商業(yè)模式的典型代表。該體育場由西班牙的芬威克·伊里巴倫建筑事務所設計，可容納四萬人，是世界上首個可拆卸、可重組的大型體育場。

正是為了解決歷史上大型賽事，包括奧運會、世界杯完賽后，體育場不能被充分利用這一問題，該體育場采用了可拆卸的條索結構。在世界杯結束后，球場可以被方便地拆卸，而零部件可以在其他需要的地方進行重構。

“Circl”是由歐洲建筑集團Royal BAM實施的一個試點項目，項目一開始就定位于可解構的大型展館。其設計思路是利用模塊化建筑技術和詳細的資源追蹤，可以將項目中所有部分的材料全部重新運用到其它建筑上。

通過解構并重新利用，使整個建筑材料得以循環(huán)使用，大幅減少了建筑材料的成本和浪費。Royal BAM正在嘗試利用在線租賃的方式，實現(xiàn)原材料的100%重新利用。

環(huán)保瀝青

從20世紀60年代起，建筑科研人員成功利用廢舊汽車輪胎作為一種瀝青混合料，提高瀝青質量、降低原料成本，并減少了垃圾填埋和處理成本。

近年來，該技術已經(jīng)擴展到將廢舊塑料瓶等一次性塑料制品加入到瀝青之中。

荷蘭建筑公司VolkerWessels近日公布了一個完全由再生塑料制成的路面建造方案，通過預制生產(chǎn)，可以像樂高玩具一樣進行道路拼接。

相較于傳統(tǒng)瀝青道路，該塑料道路具有材料輕、易運輸、易安裝、施工時間短、易維護、更環(huán)保等優(yōu)勢。

荷蘭鹿特丹市對此非常有興趣，甚至有計劃使用該方案建造一條新自行車道。

塑料和橡膠并不是唯一可添加到瀝青的再生材料：澳大利亞皇家墨爾本理工大學的研究人員將煙蒂摻入瀝青，在提高道路質量的同時，還能固定重金屬。

在悉尼，研究人員正在嘗試將回收的打印機碳粉添加到入瀝青中。

3D打印的混凝土橋梁

混凝土打印機并不是什么新發(fā)明，早在2013年時，就已經(jīng)出現(xiàn)了。最近兩年中，兩座3D打印混凝土橋加速了現(xiàn)場打印技術的實際應用。

2016年12月14日，西班牙加泰羅尼亞高級建筑研究所在馬德里設計了世界上第一座3D打印的人行天橋。

2017年10月17日，荷蘭埃因霍溫理工大學和建筑集團BAM Infrastructure合作設計并建造的3D打印混凝土自行車橋正式開放。 

現(xiàn)場3D打印橋梁無需運輸和組裝，既縮短了建造過程，又減少了水泥的使用量，同時減少了二氧化碳排放，更加環(huán)保。

可自愈的混凝土

混凝土是建筑施工中最基本的重要材料，也是世界上應用最廣泛的建筑材料。毫不夸張的說，是混凝土成就了現(xiàn)代都市的繁榮。

但是，混凝土也帶了諸多環(huán)境問題，如混凝土會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，從而影響建筑安全。

美國羅格斯大學的科學家借用兩千多年前羅馬人的智慧，使用一種石灰石產(chǎn)生的名為Trichoderma reesei的細菌，作為一種混凝土混合物，可以在混凝土出現(xiàn)細微的裂痕時將其修復。 

可以發(fā)電的太陽能公路

早在2014年，美國Solar Roadways公司推出一種嵌在路面上的模塊化太陽能電池板的發(fā)電系統(tǒng)，并在愛達荷州桑德波因特的試點項目獲得了超過200萬美元的資金。

2017年，美國密蘇里州交通部采用了該公司的試點項目，并由聯(lián)邦高速公路管理局提供了75萬美元用于開發(fā)和測試。

2014年，荷蘭公司SolaRoad在阿姆斯特丹打造了一條太陽能供電的自行車道。該公司認為，隨著技術進步，成本會降低，太陽能道路會在15年內收回成本。

2016年12月，法國公路承包商Colas與法國國家太陽能研究院合作，在諾曼底地區(qū)的一個小鎮(zhèn)建造一條1000米長的太陽能公路Wattway，預計可以滿足5000人口小鎮(zhèn)的公共照明用電。

作為一項由政府資助的可再生能源技術探索的組成部分，Wattway系統(tǒng)正在美國喬治亞州西部的農(nóng)村進行試點。

值得一提的是，我國在該領域處于領先地位。2017年12月28日，全國首條擁有自主知識產(chǎn)權的太陽能高速公路在山東濟南正式通車。

試驗道路全長1120米，預計年發(fā)電量約100萬千瓦時，每年可減少1550萬噸的二氧化碳排放。電動汽車在該公路上可以實現(xiàn)邊跑邊充電，下雪還能自動融化路面積雪。

除太陽能技術外，還有很多創(chuàng)新企業(yè)正在將各種新技術和新材料應用到道路建設上，未來的道路將更加智能和環(huán)保。

科技正在加速改變建筑行業(yè)。

未來，人性化將是建筑物和公用設施的主要設計理念，智能和綠色將成為所有建筑的內在特征；而建筑施工過程也將越來越智能，越來越安全；以少量技術人員為主，自動化機械為輔，將成為未來建筑業(yè)的發(fā)展方向。