Ngày nay, công nghệ đã và đang tham gia vào hầu hết các lĩnh vực trong đời sống. Nó đã thay đổi cách chúng ta giao tiếp, cách chúng ta kết nối, làm việc và học tập, thậm chí đã thay đổi thói quen mua sắm và ăn uống của chúng ta. Kiến trúc và xây dựng cũng không nằm ngoài xu hướng đó.

Một số dự án áp dụng công nghệ xây dựng kỹ thuật số
Công nghệ đã và đang tham gia vào hầu hết các lĩnh vực trong đời sống

Đây là danh sách một số dự án mà công nghệ đóng vai trò rất quan trọng, từ việc hình thành ý tưởng, thiết kế từng yếu tố của công trình, cuối cùng là thi công và đi vào sử dụng. Các xu hướng như: nhà tiền chế, lắp ghép và sử dụng robot, thực tế ảo tăng cường (AR), in 3D, phần mềm mô phỏng… đều được áp dụng để tối ưu hóa các quy trình, cho phép các KTS và NTK kiểm soát được toàn bộ công trình 1 cách trực quan, nhưng bên cạnh đó cũng chú ý đến việc gìn giữ một số nghề thủ công và không quên yếu tố thẩm mỹ cho không gian kiến trúc.

Ngôi nhà Augmented Bricklaying / Gramazio Kohler Research

Ngôi nhà Augmented Bricklaying
Gạch được xây đều tại từng vị trí

Để giải quyết những hạn chế về khả năng di chuyển và độ khéo léo của robot công nghiệp hiện nay, dự án đã kết hợp giữa công nhân và quy trình thi công kỹ thuật số. Công nghệ này cho người thợ kiểm tra được mình có đang làm đúng theo thiết kế hay không. Người thợ sẽ sử dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR), mô phỏng lại quá trình mình đang thi công, giúp quan sát được 1 cách trực quan. Người thợ xây đến đâu, máy tính sẽ kiểm tra xem viên gạch đã được đặt đúng vị trí chưa. Nếu đèn báo màu đỏ, người thợ sẽ phải chỉnh sửa lại, cho tới khi đèn hiện màu xanh lá cây.

Người thợ xây đến đâu, máy tính sẽ kiểm tra xem viên gạch đã được đặt đúng vị trí chưa

Mô hình BUGA Fibre Pavilion / ICD/ ITKE University of Stuttgart

Mô hình BUGA Fibre Pavilion
Dự án mô phỏng lại cấu trúc sinh học, được làm từ 150km sợi thủy tinh và sợi carbon.

Dự án mô phỏng lại cấu trúc sinh học, được làm từ 150km sợi thủy tinh và sợi carbon. Các phương thức thiết kế và mô hình hóa 3D hiện nay không thể hiện được rõ chi tiết các mối tương quan phức tạp của một hệ thống sợi nhiều lớp. Phương pháp cũ đã không khai thác hết tiềm năng của công nghệ kỹ thuật số.

Mối quan hệ giữa KTS, kỹ sư và thi công bằng robot được thiết lập qua phương pháp “Đồng bộ hoá thiết kế dựa trên phản hồi tính toán liên tục”

Ở cách tiếp cận mới hơn, mối quan hệ giữa KTS, kỹ sư và thi công bằng robot được thiết lập qua phương pháp “Đồng bộ hoá thiết kế dựa trên phản hồi tính toán liên tục”. Bằng cách này, việc sắp xếp sợi, mật độ sợi và từng thành phần khác nhau có thể được hiệu chỉnh riêng, điều chỉnh cấu trúc và khớp nối về mặt kiến ​​trúc trong khi vẫn có thể thi công trực tiếp. Cho phép các KTS tương tác trực tiếp với các giai đoạn khác nhau mà không cần phải thể hiện lại trên các bộ bản vẽ hoặc mô hình. Ví dụ, chúng ta có thể tạo ra các đường dẫn thông tin cho robot hoặc phân tích các tập dữ liệu trực tiếp từ công trình đang thi công.

Mô hình BUGA Wood Pavilion / ICD/ ITKE University of Stuttgart

Một số dự án áp dụng công nghệ xây dựng kỹ thuật số
Mô hình BUGA Wood Pavilion

Mô hình này dựa trên các cấu trúc sinh học được tìm thấy bên trong bộ xương đĩa của loài nhím biển. Một hệ thống robot đã được phát triển để lắp ráp và thi công tự động 376 phân đoạn gỗ rỗng dành riêng cho công trình. Quá trình sản xuất đảm bảo tất cả các phân đoạn phải khớp nhau với độ chính xác đến từng milimet, như một trò chơi xếp hình 3D tỉ lệ 1-1, hướng đến sử dụng một lượng vật liệu tối thiểu, nhưng vẫn tạo ra một không gian kiến ​​trúc độc đáo.

Một số dự án áp dụng công nghệ xây dựng kỹ thuật số
Mô hình này dựa trên các cấu trúc sinh học được tìm thấy bên trong bộ xương đĩa của loài nhím biển

Thông qua tính hợp lệ phổ quát và phân loại rõ ràng của các ngôn ngữ lập trình, hệ thống tính toán thực tế được linh hoạt tùy chỉnh. Điều này có nghĩa là hệ thống có thể giao tiếp được với các KTS, thúc đẩy sự hợp tác giữa các KTS, kỹ sư, nhà thầu và các chuyên gia về robot xây dựng, hướng đến một mô hình thiết kế kiến ​​trúc tích hợp và toàn diện, đồng bộ hóa các khâu.

Mô hình thiết kế kiến ​​trúc tích hợp và toàn diện, đồng bộ hóa các khâu.

Nhà DFAB / NCCR Digital Fabrication

Nhà DFAB / NCCR Digital Fabrication
DFAB HOUSE cũng cho thấy bước tiến quan trọng về tính bền vững trong kiến ​​trúc.

Mục tiêu của dự án là chuyển đổi quá trình thiết kế và xây dựng bằng cách tích hợp các công nghệ kỹ thuật số vào trong kiến ​​trúc và xây dựng. DFAB HOUSE sử dụng những cải tiến nổi bật: Một robot thi công tại chỗ; robot tự dựng khuôn lưới không cần đến gạch; đúc động thông minh – 1 dạng bê tông đúc sẵn và bê tông sẽ khô ngay khi được ép trong khuôn (Smart Dynamic Casting); tấm ốp trần được chế tạo với ván khuôn in 3D; phần khung bằng gỗ sẽ sử dụng robot để đặt những thanh gỗ đúng vị trí như bản vẽ và người thợ chỉ cần tiến hành bắt ốc vít (Spatial Timber Assemblies).

Phần khung bằng gỗ sẽ sử dụng robot để đặt những thanh gỗ đúng vị trí như bản vẽ và người thợ chỉ cần tiến hành bắt ốc vít

Sử dụng các công nghệ kỹ thuật số để cập nhật liên tục trong quá trình thiết kế, mỗi bộ phận như tường, trần,… đều được chế tạo theo yêu cầu riêng. DFAB HOUSE cũng cho thấy bước tiến quan trọng về tính bền vững trong kiến ​​trúc. Việc điều chỉnh từng bộ phận của công trình cũng sẽ tiết kiệm được vật liệu thi công.

Phòng đọc sách in 3D / Professor XU Weiguo’s Team

Phòng đọc sách in 3D / Professor XU Weiguo’s Team
Một số dự án áp dụng công nghệ xây dựng kỹ thuật số

Các KTS đã sử dụng phần mềm MAYA để mô phỏng thực thể, tiến hành xác định hình dạng không gian; sau đó thiết lập đường dẫn in và mã hóa in cho file kỹ thuật số để các thiết bị in 3D tiến hành bê tông hóa các lớp vật liệu bằng cách in chồng lớp.

Mỗi thiết bị cần 2 người vận hành, tổng cộng có 4 – 5 kỹ thuật viên tham gia vào quá trình thi công.

Quá trình in 3D sử dụng 2 cánh tay robot, bộ móng và cấu trúc chính của tòa nhà được thi công tại chỗ. Mỗi thiết bị cần 2 người vận hành, tổng cộng có 4 – 5 kỹ thuật viên tham gia vào quá trình thi công.

Biên dịch | Hoàng Anh (Nguồn: Archdaily)

XEM THÊM:

Bình luận từ Facebook