数字建筑:将建筑带入下一个层次的技术

Newtecnic工程技术公司首席执行官安德鲁·沃茨表示，这一趋势是数字建筑新时代的一部分，机器人和无人机将在现场变得司空见惯。数字化几乎已经渗透到设计和工程的各个方面，但在许多方面，物理建设本身仍然是一个顽固的模拟过程，几个世纪以来积累的人类专业知识抵制着1和0的诱惑，人类的双手仍然在做大部分繁重的工作。Newtecnic的建筑实验室概念旨在改变这一现状，将模块化建筑与现场施工相结合，为主要公共建筑提供完美的表面处理。

瓦茨说:“我们正在使用建筑实验室来实现复杂的项目工程师．“它的具体用途是建筑立面和主要结构的应用和连接。”

模块化技术使扁平组合建筑的现场速度更快，其中功能基本上是唯一的考虑因素。但对于公众真正参与的最宏伟的建筑来说，形式也是至关重要的，孤立的模块化技术无法带来所需的技巧。根据美国瓦茨公司的说法，高调、复杂项目的承包商都认为，需要更大的灵活性，一些部件是根据已经建成的产品的规格在当地设计和制造的。

“预制是一个好主意，但它不能提供把东西放在一起所需的灵活性，因为你有很多不同的公司和承包商在同一个项目上合作，”他说。“通常情况下，我们需要按照一定的顺序将所有内容组合在一起，而不是简单地拿出某样东西，安装好后就完成了。当你周围有很多人在工作时，你需要在之后添加顺序组件。”

对于Newtecnic今天所从事的多方面项目，它鼓励现场管理人员留出工作空间，以便进行现场制造。它们通常以集装箱的形式出现，里面装有一系列高端数控机床，这些机床可以在短时间内定制关键部件，灵活的团队能够及时将它们插入合适的位置。在现场拥有这种能力可以在构建过程中进行设计调整和最后一刻做出决定。

Watts说:“当代复杂项目建设的一个重要部分是能够在执行过程中适应许多变化。”“如果我们的目标是设计完全模块化，通常很难获得与手工建造的建筑相关的视觉精致。为了避免这种笨拙，我们的设计混合了预制和现场工作。”

虽然这种方法相对较新，但newtecic的老板相信，它将成为大型土木工程项目中越来越重要的特征，这是由技术推动的，也是由建筑在施工过程中不断进化的愿望所驱动的。该模型已经应用于美国的一些大型民用项目，Newtecnic也将其应用于沙特阿拉伯利雅得的新国王阿卜杜拉金融区(KAFD)地铁枢纽。该建筑是一个主要的新的全市交通系统的核心，包括6条新的地铁线路，85个车站和超过100英里的轨道。它是为数字技术发挥越来越重要作用的未来而设计的。

Watts解释说:“地铁中心的外壳包括一个模块化的盒式系统，使用可调的钢‘蜘蛛’固定物来支撑防水膜上的高性能混凝土面板。”“该系统的设计使其适合未来机器人的访问、移动和操作。这意味着机器人可以参考建筑物的3D云托管数字双胞胎，结合GPS，可以计算出建筑物立面上的路线和位置。虽然机器人会做繁重的起重工作，更换和带走损坏的部件，但机载无人机可以用于检查和清洁。”

根据瓦茨的说法，这些无人机将配备激光雷达和高清摄像头，将数据反馈给现场的施工实验室。在那里，3D打印机将能够根据数据制造部件，为建筑生产完美贴合结构的替换部件。

瓦茨说:“它直接从机器人获取3D测量信息到制作组件的软件。”

虽然这个未来可能还需要几年的时间，但Newtecnic已经将必要的基础设施整合到现有的建筑中，并为更多的数字化建筑铺平了道路。模块化技术使该行业能够开发一种外科手术式的建筑方法，其中每个阶段都经过精心规划和排序。有组织的混乱曾经是统治，现在秩序是主流。

“你可以在当代建筑工地上看到，它们比20年前整洁多了，”沃茨说。“你只看到当时正在做的事情。这几乎就像一个乐高套件被组合在一起。你几乎看不到什么混乱。”

瓦茨承认，Newtecnic在很多方面试图重新引入一个概念，这个概念实际上已经被业界抛弃了几年，本地化的研讨会被视为增加了现场的混乱。然而，他认为结果不言自明，通过协调一致的方法，现场制造可以与模块化构建无缝集成。预制技术可能是精心设计的临床建筑的基础，但真正让建筑歌唱的是额外的现场工作。

瓦茨说:“我们认为它能够提供更高的视觉质量和性能质量要求，同时减少材料和时间的成本和浪费。”“现在，对于非常高端的项目来说，按时、低于预算几乎已经成为一种期望。”

推动这个建筑新时代的数字技术本身就令人兴奋，但新的结构可能性才是真正的奖励。结合材料的进步和越来越精细的设计软件工具，数字化建筑将有助于塑造下一代建筑。更重要的是，它可能会以较低的成本实现这一目标，而在过去的时代，雄心往往不得不向实用主义低头。

瓦茨说:“就建筑形式而言，它已经给予了更多的自由。”“我认为，现在又回到了战后那些令人兴奋的日子，尤其是20世纪60年代，当时雄心勃勃的项目的建筑形式通常都是高度建模的，由钢筋混凝土制成。当然，这些项目的成本很高，这也是1974年石油危机以来这种建筑方法失去青睐的原因之一。但我们正在回到那些日子。我们现在已经开始看到新一代更具视觉、建筑和技术野心的项目。”