Инновации, которые меняют строительство

Объем российского рынка услуг строительного проектирования в 2022 году достиг 832,1 млрд рублей, увеличившись на 18,5% по сравнению с показателем годичной давности. Об этом аналитики агентства маркетинговых исследований «ГидМаркет» сообщили в конце июля 2023 года.

Объем рынка продолжит расти, но сам подход к строительству должен модернизироваться: до 2035 года перед строительной отраслью страны стоят в том числе такие задачи, как сокращение продолжительности инвестиционно-строительного цикла не менее чем на 30% и обеспечение максимальной прозрачности его процедур. Добиться этого можно за счет цифровизации отрасли.

Технологии в строительстве развиваются по всему миру быстрыми темпами, и в настоящее время отрасль вкладывает внушительные суммы для развития отрасли. По данным McKinsey, в период с 2020 по 2022 год в технологии в сфере архитектуры, проектирования и строительства было инвестировано около 50 млрд долларов. И такие инвестиции окупаются: исследования показывают, что организации в различных отраслях, в том числе и строительной, активно использующие цифровые технологии, опережают конкурентов на 48% по выручке и на 15% по чистой прибыли.

Какие же инновации в ближайшем будущем определят развитие отрасли?

3D-печать

По прогнозам консалтинговой компании IndustryARC, объем рынка 3D-печати в строительстве достигнет 422,51 млн долларов к 2026 году. Средний темп роста в период 2021—2026 годов составит 16% - и в этом нет ничего удивительного, ведь 3D-печать легко встраивается в строительные процессы. В строительстве большая часть информации, необходимой для работы этой технологии, поступает в процессе проектирования. Поскольку BIM продолжает распространяться в строительном секторе, интеграция технологий 3D-печати становится все проще: к примеру, с помощью BIM 3D-принтер получает информацию о том, что ему нужно напечатать, и начинает накладывать уровни материала согласно указаниям. Кроме автоматизации процесса и последующего сокращения времени строительства, 3D-печать имеет следующие преимущества перед традиционными методами строительства:

экологичность. 3D-печать позволяет использовать точное количество материала, что позволяет образовывать на 60% меньше отходов.
безопасность. По оценкам Роструда, строительство входит в топ-3 самых травмоопасных сфер деятельности в стране. Одним из важных преимуществ, которые 3D-печать принесла в строительство, является здоровье и безопасность сотрудников на стройплощадке. Зная, как эффективно работать с принтерами, рабочие смогут легче выполнять свою работу и снизить травматизм на местах.
гибкость проекта. Внесение изменений в проект в последнюю минуту становится возможным и не повлияет существенно на сроки строительства — 3D-технологии позволяют настраивать работу непосредственно перед началом печати конструкции.

3D-печать позволяет создавать объекты из различных материалов, наиболее распространенным из которых является смесь бетона, геополимеров, волокна и песка. Эту технологию можно использовать не только для строительства всего здания, но и создания элементов дизайна и мебели.

Искусственный интеллект и машинное обучение

Искусственный интеллект в строительстве помогает отрасли решать различные вопросы, включая проблемы безопасности, нехватку рабочей силы, а также превышение затрат и нарушение графика работ.

Машинное обучение также помогает специалистам в области строительства оптимизировать рабочие процессы и принимать решения. Используя текущие и исторические данные, а также машинное обучение, компании имеют возможность прогнозировать будущие результаты и корректировать свою деятельность, а также принимать более обоснованные решения, ориентируясь на новые данные.

Таким образом, использование искусственного интеллекта приводит к повышению производительности и прибыли компании — по мнению консалтинговой компании Accenture, машинное обучение может привести к увеличению прибыли в отрасли на 71% к 2035 году.

Технологии дополненной реальности

Дополненная реальность (AR) доказала свою ценность во многих отраслях и продемонстрировала, что ее можно использовать не только в сфере игр и развлечений. Так, в сфере строительства AR можно использовать в презентациях проектов, для отслеживания прогресса строительства, улучшения коммуникации в команде, повышения безопасности и при обучении специалистов.

Презентация проекта. AR может накладывать детали и элементы на план здания, чтобы стейкхолдеры могли лучше оценить проект. AR также можно использовать для демонстрации 3D-моделей и проведения туров, давая клиентам четкое представление о том, как будет выглядеть здание еще до его постройки.
Лучшая коммуникация. AR может упростить совместную работу, позволяя командам обмениваться 3D-изображениями и видео с участниками, которые не могут присутствовать на строительной площадке. Благодаря дополненной реальности заинтересованные стороны могут просматривать изображения или видео более подробно, чтобы выявлять ошибки или проблемы удаленно.
Повышенная безопасность. Технология AR также может повысить безопасность на рабочей площадке. Некоторые устройства (например, очки или мобильные устройства) могут сканировать метки, размещенные в определенных областях объекта, после чего информация с них отображается в качестве текста или 3D-модели и предупреждает о возможной опасности.
Строительное обучение. Когда дело доходит до обучения людей использованию сложного оборудования, AR может помочь преподавателям с помощью реалистичных демонстраций — так работники смогут увидеть оборудование в действии, прежде чем отправиться на объект. Дополненная реальность также позволяет демонстрировать опасные ситуации, не подвергая членов команды реальному негативному воздействию.

Цифровые двойники

Цифровой двойник, термин, который активно обсуждается в последнее время, — это цифровая копия физического объекта, включая его потенциальные и текущие активы, системы, данные, процессы, людей и устройства.

Наличие точной копии физической конструкции, отражающей текущее состояние здания, позволяет работникам оценивать, своевременно ремонтировать и оптимизировать работу систем объекта. Анализируя цифровой двойник, специалисты могут выявить новые возможности для повышения эффективности, улучшить безопасность здания и продлить срок его эксплуатации.

Поскольку почти 80% стоимости всего срока службы здания приходится на период эксплуатации, данные и аналитика, предоставляемые цифровым двойником, помогают владельцам объекта лучше обслуживать свои помещения, оптимизировать операции и улучшать планирование капитальных затрат.

Интернет вещей

Благодаря строительным датчикам и технологии IoT следить за многими составляющими рабочего процесса стало проще. На рынке представлены решения, которые позволяют отслеживать условия на объекте, повышать безопасность работников и улучшать управление объектами. Исследование McKinsey Global Institute о влиянии Интернета вещей на строительную и горнодобывающую промышленность показало, что владельцы компаний могут сэкономить более 160 млрд долларов, применив IoT. Уже сейчас они приносят практическую пользу в следующих направлениях:

Безопасность сотрудников. Носимые устройства появляются и на строительных площадках России — умные каски и другие устройства повышают безопасность специалистов и увеличивают их продуктивность. К примеру, датчики в касках отслеживают частоту сердечных сокращений и температуру тела, чтобы распознавать, когда сотрудникам грозит перенапряжение, и уведомлять их о необходимости сделать перерыв. Датчики местоположения в свою очередь могут предупреждать работников, когда они приближаются к опасному участку и тем самым предотвращать несчастные случаи на площадке.
Мониторинг состояния материалов. IoT также может использоваться для мониторинга состояния материалов. Один из ярких примеров — датчик для контроля твердения бетона. Размещая подключенные датчики в материале, строительные бригады могут удаленно следить за твердением и быть уверенными, что не начнут работу преждевременно или не будут ждать слишком долго, пока процесс завершится. Эти же технологии могут помочь отслеживать состояние инфраструктуры после завершения проекта. Подключенные датчики могут предупреждать владельцев зданий или органы управления инфраструктурой о трещинах, позволяя им быстрее устранить проблему и продлить срок службы объекта.
Предотвращение краж. Еще одно развивающееся направление применения Интернета вещей в строительстве. Строительные площадки являются серьезной мишенью для воров из-за дорогого оборудования и относительно низкой безопасности. Подключенные дроны могут патрулировать рабочие места без необходимости привлечения сотрудников службы безопасности, а также отпугивать потенциальных воров при облете территории. Кроме этого, IoT-трекеры могут передавать местоположение транспортного средства или инструмента в режиме реального времени. При необходимости это позволит строительной компании или полиции обнаружить пропажу.