2022年，美國建筑業的市場規模約為1.8萬億美元。雖然業務蓬勃發展，但該行業仍面臨著材料成本高、勞動力短缺和運營效率低下等諸多挑戰。

新建筑技術的應用有助于緩解這些壓力。這些工具不僅沒有取代傳統的建筑方法，反而增強了人類工人的作用，大大提高了工地的產出。例如，預計有效利用機器人技術、人工智能（AI）和物聯網（IoT）可將建筑成本最多降低 20%。

以下是正在建筑行業掀起一場風暴的13項創新技術。

1、增強現實（AR）和虛擬現實（VR）

增強現實（AR）和虛擬現實（VR）通常使用移動應用程序、頭戴式設備和其他智能設備，在游戲行業大放異彩，但在建筑領域也有許多應用。

AR 將計算機生成的圖像疊加到用戶看到的物理世界上，而VR則是完全由計算機生成的沉浸式環境，用戶可以通過看似真實或物理的方式與之互動。

這兩種技術都被用于加強協作、改善現場安全、培訓新員工和提高項目效率。關鍵利益相關者可以從虛擬建筑導覽中獲益，從而遠程監控其團隊的進度。

AR 護目鏡可掃描標簽，為工人提供關鍵信息，如操作某些機械的說明或危險信息，從而提高現場安全性。

VR和AR可用于員工入職培訓，為新員工熟悉新環境提供安全、吸引人的手段。

越來越多的建筑公司開始采用混合現實技術（MR），它將VR和AR結合在一起，提供了兩個世界中最好的體驗：真正身臨其境、引人入勝的體驗，讓用戶與周圍環境保持聯系。

2、建筑機器人

建筑機器人用于建筑工地，可提高精確度、提高生產率、減少事故并節約成本。

最常見的是拆除機器人，目前占建筑機器人市場的90%。然而，由于人工智能和機器學習（ML）技術的快速發展，現場機器人的自主性越來越強，技能也越來越高。

如今，這些機器可用于挖掘和搬運重物、砌磚、焊接、抹灰、鉆孔、組裝和3D打印。硬件價格越來越低廉，而工人卻越來越短缺，這兩方面因素共同推動了建筑行業對機器人需求的增長。

3、數字孿生

數字孿生是物理對象（如機器或建筑）或系統（如計算機軟件）的虛擬復制品。

該設備整合了真實世界的數據和其他技術，如物聯網和人工智能，以運行模擬，預測產品或系統的實際性能。數字孿生通常用于車輛或機械等單個產品，也可以在更大范圍內應用。例如，數字孿生城市使地方政府能夠規劃和管理公共服務。

在建筑領域，數字孿生通常用于支持資產管理和空間優化；誰將使用該空間，如何使用，何時使用，以及哪些資產將存放在那里。此外，該技術還能測試安全程序和應急行動計劃。例如，可以模擬建筑疏散，以確定是否需要增加出口通道。

在項目結束后，數字孿生仍將繼續發揮作用，為建筑管理團隊提供支持。

4、人工智能與機器學習

事實證明，人工智能和機器學習在整個建筑過程中都很有價值。 

首先，這些技術可以幫助建筑公司設計出最適合人類最終用戶的空間，并識別項目計劃中可能導致長期問題的錯誤。這將提高運營效率，降低項目總成本。

施工開始后，人工智能和機器學習解決方案將用于監督日常運營，從而確保建筑工人的安全，并使項目經理能夠實時監控進度。此外，人工智能或機器學習驅動的機器人還能執行一些最單調和勞動密集型的現場任務，如砌磚和焊接。這樣，熟練的專業人員就能專注于增值活動。

建筑公司利用人工智能和機器學習解決方案收集和分析的數據，不斷提高運營水平。例如，對現場視頻錄像的分析可能會突出顯示工人的違規行為或安全隱患。這些工具還能查看建筑系統的歷史數據，為未來項目的設計提供參考，使公司能夠優化各種性能指標，如能源效率和空氣質量。

最后，人工智能和機器學習還可用于預測性維護，突出顯示建筑機械或建筑系統（如電氣系統）何時需要更換或維修。這可以防止設備故障，因為設備故障可能導致項目延誤和成本增加。  

5、建筑信息模型（BIM）

建筑信息模型（BIM）是一種用于規劃、設計和開發的建筑技術，為建筑專業人員提供結構和建筑物物理和功能特征的智能數字表示。

在BIM出現之前，建筑公司使用二維藍圖或近期的計算機輔助設計（CAD）來繪制建筑平面圖。然而，這些技術都有其局限性，使利益相關者很難直觀地了解需求和測量結果，也很難獲取詳細的細節。

而BIM工具則能為用戶提供準確、靈活的三維模型，并包含有關部件和材料、財務、物流和采購的信息。

如今，這項技術被認為是必不可少的，有時甚至是建筑項目的強制要求。BIM不僅能確保效率、質量和安全，還能促進建筑師、工程師、房地產開發商、承包商和制造商之間的協作，他們可以通過通用數據環境（CDE）共享信息。

6、區塊鏈

建筑業面臨的三大挑戰是透明度、問責制和效率低下，尤其是因為項目往往涉及多個利益相關者和分包商，其優先事項和要求相互沖突。區塊鏈技術能在商業網絡內實現透明的信息共享，它能以多種方式應對這些挑戰。

首先，即使是最復雜的供應鏈，區塊鏈技術也能實現對產品和材料的無縫跟蹤，從而突出盜竊和欺詐等問題。

其次，區塊鏈有助于在多方之間和不同地區之間進行及時和具有成本效益的資金轉移。當不同的利益相關者需要不同形式的付款時，這一點尤為有利。該技術可確保安全、透明地跟蹤和記錄每筆交易及其相關數據。越來越多的 BIM 和區塊鏈技術解決方案被整合在一起，以支持更穩健的簽約流程。

第三，該技術可以跟蹤建筑工地上發生的安全違規行為，確保承包商承擔責任。任何與違規行為有關的數據都將存儲在區塊鏈上。

最后，區塊鏈驅動的項目管理平臺可記錄所有項目數據，以加強跨團隊協作，提高運營效率。

7、無人機

建筑行業的無人機使用量同比增長239%，公司利用這些設備進行土地和工地分析、規劃和設計、設備跟蹤、項目報告、安全監控和跨團隊協作。 

使用無人機可以降低成本、提高運營效率、降低風險并提高數據準確性。例如，使用人類工人來勘察大型工地是時間和勞動力密集型的。而無人機測量員每小時可以覆蓋120英畝的土地，這相當于測量效率提高了60倍。

這樣可以節省資金，因為需要的勞動力更少，同時也有助于確保公司遵守嚴格的項目期限。此外，由于無人機可以進入難以到達和危險的區域，因此它們提供了更安全的現場監控和數據收集手段。 

8、三維激光掃描儀

三維激光掃描儀使用專用軟件和激光探頭，以數字三維形式捕捉實物的精確尺寸和形狀。

該技術能夠測量微小細節并創建高度精確的點云，這意味著它非常適合建筑工地的輪廓表面和復雜幾何形狀。

事實上，到2024年，建筑行業對三維激光掃描的需求預計將增長100億美元。

事實證明，這項技術在項目的整個生命周期都非常有用，從設計、施工到運營和翻新。與二維掃描相比，三維激光掃描儀不僅能提高精確度、減少人工、促進協作并加強關鍵項目數據的收集，還能將成本降低50%。

盡管激光掃描具有諸多優點，但前期成本較高，而且需要熟練工人來操作該技術。

9、4D建筑信息模型 

4D BIM 模型整合了在特定時間段內創建的3D BIM 模型，以生成虛擬施工序列。簡而言之，4DBIM可模擬一段時間內的施工活動。

該技術提供了項目和施工團隊的全面可視性，使項目負責人能夠監控進度，保證大型項目按計劃進行，識別錯誤，并就項目的未來做出明智決策。

如今，建筑行業最常使用該技術來贏得后續項目投標，因為它是展示歷史性工作的絕佳方式。一些團隊還利用它來優化流程和降低成本。

10、3D打印

毫不夸張地說，3D 打印技術正在徹底改變建筑行業。

首先，3D打印使阻礙項目的部件短缺成為過去。只要有合適的原材料，建筑工人就可以隨時隨地打印出他們需要的任何東西。

這項技術還支持向可持續建筑的轉變，因為它可以精確地使用材料，并將現場浪費減少多達 60%。即使是最后一刻才做出的設計選擇，也不會造成額外的浪費；設計微調和產品定制可以一直持續到施工階段。

此外，3D 打印還能承擔以前的手工任務，從而降低建筑工人面臨的風險。

11、資源和勞動力管理軟件

資源和勞動力管理軟件通常可幫助公司簡化與人員相關的流程并使之自動化，如預測、人員配備和日程安排。

在建筑行業，變化的速度很快，項目負責人必須隨時與多個利益相關者和承包商打交道。勞動力短缺、安全合規問題和調度沖突帶來了更多挑戰。資源或勞動力管理工具通過支持溝通、計劃、數據管理、排班和實際情況來減輕這些壓力。

它通過確保正確的人員在正確的時間出現在正確的地點來優化現有的勞動力，將關鍵的勞動力數據整合到一個集中的系統中以做出明智的決策，并管理項目時間表和預算。此外，這些解決方案還能通過有效的在職培訓大幅減少工傷事故。

12、傳感器數據

當傳感器設備檢測到來自周圍物理環境的某種輸入并做出響應時，就會產生傳感器數據。通常情況下，這種響應或輸出用于向最終用戶傳遞重要信息。

在建筑領域，傳感器數據在確保現場工人和未來居民的安全方面發揮著至關重要的作用。舉幾個例子： 振動傳感器檢測結構內的運動，以警告穩定性問題；濕度傳感器監測環境條件，防止材料受損；氣體傳感器監測空氣中某些元素的含量，發出空氣污染警報；接近傳感器檢測附近物體或材料的存在與否，發出危險警報；越來越多的傳感器數據設備具備無線連接功能，可實現遠程監測和控制。

13、先進的算量和預算工具

在材料成本快速上漲、利潤率日益微薄的時代，建筑行業面臨著巨大的壓力，因此精打細算至關重要。

這時，先進的算量及預算技術就派上用場了。前者可以識別和量化建筑項目所需的工具、材料和勞動力，后者則可以計算與每個項目組成部分相關的成本。

該軟件使團隊領導能夠準確地規劃和預算項目，確保資源得到有效分配，客戶投標更具競爭力。雖然算量和預算可以手動進行，但數字工具可以提供可觀的投資回報（ROI），因為它們更準確、更高效、更能加強協作并降低成本。