施工技术2021：今年值得关注的5大趋势

随着新冠疫情的持续蔓延，为了保持安全距离，越来越急需要找到让人们能在虚拟环境下体验和理解空间的方法。更直观、更密切地分享数据也被列在了“最想要的”创新技术清单上。

从以下五种2021年施工技术趋势来看，很明显，建筑商也在寻找创造性的方法，以确保人员在当前条件下的安全，在将部分人员从工地撤走的同时，又能够更好地了解实地情况。

1. 迷你激光雷达

激光雷达是最精确、最有效的方法，可以验证建筑工地上已完工的建筑是否符合数字BIM（建筑信息模型）模型。现有的激光扫描硬件既庞大又笨拙，而且大多数都只能执行单一任务。在两大消费科技巨头苹果和谷歌的引领下，这种情况正在发生改变。

苹果iPhone 12 Pro和最新的iPad Pro都配置了激光雷达扫描仪，该技术采用纳秒激光脉冲来测量物体间的距离。这些数据汇总后，可创建出深度和复杂性都令人难以置信的3D图像。

同样，谷歌也在开发一种基于雷达系统的先进的移动探测仪。用在消费者智能手机上时，激光雷达系统主要可改进增强现实应用（如苹果的ARkit），将合成的环境和角色集成到现有的环境和角色上。这对建筑工地也大有帮助，因为它可将BIM模型转移到工地，很方便地巡视完工建筑的流通路线，或者在干墙固化前检测使用模式。

将迷你激光雷达的强大功能引入建筑工地是管理这些极具动态的环境的理想方式。由于材料和人员在现场不停流动，激光雷达可以无与伦比的精度近实时地记录每个阶段。它还可用于维护和维修大型基础设施，特别是那些跨越广阔地域的设施（比如电网），光靠人的双眼和监控摄像系统是无法胜任的。

在室内，激光雷达可探测到墙壁上那些可能成为安全隐患的小裂缝或缺陷。此外，更详细和最新的流通指引，降低了人员视察危险现场的必要性，有助于施工安全。苹果目前正在研究头戴式激光雷达传感器，这种免提形式会非常适合那些使用工具或驾驶重型机械的工人。

2. 建筑工地设备可充电

随着大型号电池的不断推出，建筑工地电气化成为了可能，这让工地运营更清洁、更可持续化。重型施工设备也在顺应充电的趋势。挖掘机、起重机、钻井平台和重型卡车借助太阳能、风能或地热发电，也一样能做到碳中和及高效。

在电池成本直线下降的推动下，Gammons Construction公司采用了集装箱大小的固定锂离子电池——净能柜（Enertainer），使建筑工地不再排放柴油烟雾。除了碳排放量更小，这些装置（包括专门制造的或柴油发动机改装的装置）更可靠，所需维护也更少。噪音和污染的降低也使得住宅区的施工时间得以延长。

许多这样的设备仍然需要电源线，但这也可能成为历史。总部位于旧金山的初创公司和欧特克技术中心孵化公司 PHION Technologies开发了一种空中传输的无线电源和数据系统原型，该系统可为距离在3.7米以内的设备充电，无需电源线或充电板。他们的最终目标是在9米半径范围内提供可扩展电能，同时为建筑机器人提供位置跟踪功能，并促进无线网络连接。

3. 随时随地监测工地

新冠疫情大流行对所有人来说都是远程协作的速成班。但即使在疫情爆发之前，一些公司就已经在研究能更好地促进远距离合作的建筑软件和硬件。Resolve就是这样的一种软件。它让设计师和建筑商可以在不同的尺度上检查BIM模型，就像一个巨人俯视，或从底层一层一层往上检视。Resolve采用Oculus Quest无线耳机，并可与欧特克 BIM 360一起操作，将复杂的模型转换为沉浸式虚拟现实环境，进行语音到文本注释，并由“彩色人物”在虚拟模型中测量和绘制草图。

来自加拿大的欧特克技术中心孵化公司ZEITdice采用了另一种方式进行远程协作，即用高分辨率的延时相机而不是数字模型。他们对建筑工地连续数小时的录像进行分类，然后通过机器学习来识别模式和异常，生成有关效率和安全改进的报告，并提供热成像和红外成像。

将这类数据输入现场的硬件无需手动操作，且操作直观。Vuzix的智能眼镜配有一个GPS传感器、3轴加速度计、一个扬声器、一个麦克风和一个4K摄像头，可实现无缝的音频和视觉通信。对于那些喜欢自己动手的人来说，微软的HoloLens 2可以对触摸和动作做出响应，让用户通过滑动或挥动来操作虚拟图像。

4. 建筑工人无人机

第一代用于建筑工地的无人机是用来观察的，而不是用来触摸的。它们的摄影测量应用节省了时间和金钱，提高了工地的效率和安全性。新一代无人机的着陆支柱更是亲历亲为，能从人类手中接过最危险或最困难的工作。

来自乔治亚理工学院的欧特克技术中心孵化公司Skymul正在开发一种无人机系统，它能为钢筋交叉点扎丝，这是建筑工地最繁琐、体力劳动最繁重的工作之一。该系统使用机器学习来自动绘制钢筋交叉点。同时，Terra Drone也在试验使用无人机在广阔的山区投放地震传感器。

无人机巨头大疆刚刚发布了一款新型农业无人机，它具有强大的喷洒能力，可应用于建筑工地。大疆AGRAS T20有一个喷雾器，其有效载荷近20公斤，喷洒宽度可达7米。它的全向雷达可从所有水平方向跟踪目标，它的软件和硬件可监测农作物的健康状况，并生成各种处理程序。用于果园时，它可通过检查树木的形状来生成路线。这种巨大的有效载荷能力也可被用于建筑工地，比如，有了它，无人机就可被用来涂油漆或粘合剂，以及为绿色屋顶浇水等。

5. 追踪接触者以确保安全和效率

新冠疫情危机表明，在建筑工地追踪接触者对工人的健康和安全至关重要。建筑工地交通繁忙、复杂且不断变化，是空气传播传染病的理想场所。

数家公司正在研究如何追踪各个工地的健康和流通数据，以确保人们在施工过程中的安全。WakeCap系统采用安装在头盔上的装置与接收器进行通信，在工地上以信号强度表示距离，从而确定位置。这些装置可为现场工作流和社交距离提供强大的支持，包括跟踪流通瓶颈，绘制最方便使用的工具棚和休息室的位置。

WakeCap强调的是易用性，而可穿戴传感器公司WorkerSense则选择了更复杂的技术。他们的头盔传感器，可以通过九个轴来检测温度、湿度、光照水平和运动。它的软件平台监控工作人员位置、人力组成数据、成本代码、个人防护设备使用、认证执行、事件日志和环境条件。诺基亚正在开发自动热检测系统，它的精确度可达0.3摄氏度以下。