עתידם של בריקים חכמים: שיפור הטכנולוגיה לחומרי מנרי

האבולוציה הבאה בבנייה: כמה בריקים חכמים מעצבים מחדש את הסביבה הבנויה

תעשיית הבנייה עומדת על סף טרנספורמציה משמעותית.במשך מאות שנים, מנדריה התבססה על אותם עקרונות בסיסיים - הצטברות של חימר אינרט או בלוקים קונקרטיים הכרוכים במגמה.אבל, הופעתה של לבנים חכמים מציגה פרדיגמה חדשה שבה חומרי בניין עצמם הופכים למשתתפים פעילים בביצוע ובטיחות של מבנה.יחידות מזכר מתקדמות אלה משלבות חיישנים, אלמנטים מוליכים, וטכנולוגיות תקשורת ישירות לתוך הלבנים, מה שהפך פעם לא היה מרכיב חכם של איסוף נתונים ואבטחה של מבנה.

לבנים חכמים מבטיחים לטפל כמה האתגרים המתמשכים ביותר בבנייה: כישלונות מבניים, חוסר יעילות באנרגיה, ואת טביעת הרגל הסביבתית של חומרי בניין.על ידי הטמעת מודיעין לתוך הבד של המבנים שלנו, אדריכלים ומהנדסים יכולים לקבל תובנות בזמן אמת לתוך בריאות המבנה, אופטימיזציה של שימוש באנרגיה, ולהרחיב את תוחלת החיים של בניית נכסים.

Defining Smart Bricks: More Than Just Intelligent Stone

בליבתם, לבנים חכמות הם יחידות מעונות קונבנציונליות אשר כבר השתפרו עם אלקטרוניקה משובצת או חומרים מתקדמים לביצוע פונקציות מעבר לעומס פשוט נושא.ההגדרה יכולה להשתנות באופן נרחב: כמה לבנים חכמים מכילים רק חיישנים פסיביים הדורשים סריקה חיצונית, בעוד שאחרים פעילים לחלוטין, עם כוח על הסיפון, עיבוד ויכולות שידור אלחוטיות.

הרעיון מתבסס על עשרות שנים של מחקר בתחום ניטור בריאות מבני (SHM), שבו החיישנים נסוגו על מבנים קיימים. לבנים חכמים שואפים לחסל את הצורך בהתקנה לאחר שיקום על ידי שילוב יכולות אלה ישירות לתוך חומר הבנייה במהלך הייצור. גישה זו מקטין את העלות והמורכבות תוך הבטחת כי כל נקודה קריטית במבוך ניתן לעקוב אחר מרגע הבנייה.

אבטיפוס ראשוני הופיע במעבדות אקדמיות בתחילת 2010, עם חוקרים שהטמיעו מדמטרים קטנים או מד זנים לבנים.מאז, התפתחויות ב miniaturization, קציר אנרגיה ותקשורת אלחוטית הרחיבו את האפשרויות.היום, חברות ומוסדות מחקר חוקרים חוקרים הם חקר לבנים חכמים עבור ניטור בריאות מבני, רגולציה תרמית, אחסון אנרגיה ואפילו יכולות של עצמו.

כמה בריקנים חכמים מתאפרים מ-Nery המסורתית

לבנים מסורתיים הם אחידים, אינרציה, ומספקים רק פונקציות פסיביות: תמיכה מבנית, מסה תרמית וערך אסתטי. לבנים חכמים להוסיף שכבה פעילה. לבנים סטנדרטיים לא יכולים לומר לך אם זה סדק תחת עומס עודף או אם הטמפרטורה בתוך הקיר הוא מגיע לרמות מסוכנות. לבנה חכמה יכולה לזהות תנאים אלה ולשלוח התראות לבניית מערכות או אפילו לעורר תגובות אוטומטיות, כגון התאמת הגדרות HVAC או לא תחזוקה.

לבנים חכמים גם מאפשרים רמה של פתיחות שאי אפשר עם חיישנים דיסקרטיים. כי כל לבנה יכולה להיות חיישן, פתרון מרחבי של ניטור הופך גבוה מאוד.מהנדסים יכולים להצביע על המיקום המדויק של כשל פוטנציאלי, ולא להסתמך על כמה עשרות חיישנים המופץ על פני מבנה גדול.דיוק זה מתורגם לאזהרות קודמות, תיקונים ממוקדים יותר ובסופו של דבר מבנים בטוחים יותר.

טכנולוגיות מובילות בריקות חכמות

היכולות של לבנה חכמה תלויות בטכנולוגיות הספציפיות המוטבעות בתוכה, בעוד שעיצובים שונים, לבנים חכמים ביותר משלבים לפחות אחד משלושת העמודים הטכנולוגיים הבאים: חיישנים, חומרים מוליכים ותקשורת אלחוטית.

חיישנים מבוקשים

חיישנים הם המרכיב העיקרי של איסוף מודיעין.סוגי חיישן נפוצים כוללים:

• (ב) ,0) ,5 , ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) ,מעגלים (הראשונה) כדי לזהות את הרטטים מפעילות סיסמית או בנייה קרובה.
• (ב) ,0) חיישנים של פיתוי ולחות (FLT:103) כדי לפקח על התנאים התרמיים והלחות.
• (ב) [15] חיישנים מגס (FLT:1) כדי לזהות פחמן חד-חמצני או גזים מזיקים אחרים בתוך המעטפה הבניין.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חיישנים אלה הם בדרך כלל זעירים MEMS (מערכות מיקרו-אלקטרוניקה) מכשירים שניתן להטמיע לתוך הלבנים במהלך תהליך הייצור מבלי לשנות באופן משמעותי את המימדים או את השלמות המבנית שלה.התקדמות באלקטרוניקה בעוצמה נמוכה מאפשרת לחיישנים אלה לפעול במשך שנים על סוללות קטנות או על ידי קציר אנרגיה מהסביבה שלהם.

חומרים חכמים וחכמים

מעבר לחיישנים דיסקרטיים, לבנים שלמים יכולים להתבצע מחומרים פונקציונליים.חוקרים ניסו עם:

• (FLT:0)Graphene-infused לבנים sherph:1) שיכולה לנהל חשמל ולפעול כחיישנים מתוחים אינטרינריים - כאשר הלבנים מתווים, התנגדות חשמלית משתנה, מתן קריאה ישירה של מתח.
• (FLT:0) קרבון ננובדור מסובייקט 1 (Carbon nanotube) המציע תכונות דומות, המאפשרות ללבנים לתפקד כחיישנים ללא רכיבים דיסקרטיים.
• (FLT:0) חומרי שינוי (PCMs)teauFLT:1 מוטבע בתוך לבנים לאחסון ושחרור אנרגיה תרמית, שיפור הרגולציה התרמית הפסיבית של הבניין.
• (ב) [17]0 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חומרים אלה מטשטשים את הקו בין מבנה לבין חיישן, המציעים פתרונות אלגנטיים שאינם מסתמכים על מודולים אלקטרוניים נפרדים שיכולים להיכשל.

תקשורת אלחוטית ועברת נתונים

עבור לבנים חכמים להיות שימושי, הנתונים שהם אוספים חייבים להיות נגישים.רוב העיצובים משלבים טרנזקצירים אלחוטיים שיכולים לתקשר באמצעות פרוטוקולים כגון Wi-Fi, Bluetooth Low Energy (BLE), Zigbee, או LoRaWAN.הבחירה תלויה ביישום: BLE מתאימה לקישורים לטווח קצר, נמוך כוח בתוך בניין; LoRaWAN יכול לכסות קמפוסים שלמים או בלוקים עם צריכת חשמל מינימלית.

כמה לבנים חכמים משתמשים בתקשורת ליד שדה (NFC) עבור רצף נתונים פסיבי, שבו מכשיר קורא מובא קרוב ללבנים כדי להוריד מידע מחובר, אחרים תמיד מחוברים, הזרמת נתונים לפלטפורמת ענן שבו אלגוריתמי למידת מכונה יכולים לזהות אנומליות וחיזוי צרכי תחזוקה. Edge עיבוד בתוך הלבנים עצמו הוא גם מתפתח, המאפשר לבן לקבל החלטות מקומיות (למשל, מעורר אזעקה אם סף) ללא מעבר לענן.

מקורות כוח ללבנים חכמים

אלקטרוניקה מוטבעת בתוך לבנה ללא חיווט חיצוני היא אתגר.

• (ב) ,0) סוללות משולבות של סוללת מילואים 1:1 עם תוחלת חיים של מספר שנים, ניתן להחליף במהלך תחזוקה.
• (ב) ⁇ :0) ,(Energy HarvestingFLT:1 מ ⁇ תרמיים (גנרטורים מותאמים דם), רטטים (חומרים אפיזואלקטריים), או אפילו גלי רדיו מסובכים.
• (ב) ,0) העברת כוח ללא תשלום (Wireless Power transferFLT:1) באמצעות הפיכה אינדוקטיבית ממערכת החשמל של הבניין.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

המגמה היא כלפי לבנים המופעלים על ידי עצמי, המייצרים מספיק אנרגיה מהסביבה שלהם כדי להפעיל את החיישנים שלהם ואת הרדיו לסירוגין, להפחית את הצורך בהחלפת סוללות ומאפשרים ניטור אוטונומי אמיתי.

סוגים של בריקים חכמים ויישומים שלהם

לבנים חכמים יכולים להיות מסווגים על ידי הפונקציה העיקרית שלהם, בעוד רבים משלבים יכולות מרובות, הבנה קטגוריות מסייעות להמחיש את רוחב היישומים האפשריים.

מצעים למעקב אחר בריאות

אלה הם הסוג הנפוץ ביותר.הם עוקבים בקביעות מתח, מתח, רטט, וטהוט להעריך את השלמות המבנית של הבניין.הם יכולים לזהות סימנים מוקדמים של התיישבות בסיס, תנועה שונה, או עומס יתר. עבור בניינים גבוהים, גשרים ומבנים מורשת, לבנים אלה לספק נתונים יקרי ערך שיכולים למנוע כישלונות קטסטרופליים.

לדוגמה, לאחר רעידת אדמה, בניין עם אלפי לבנים חכמים יכול לדווח מיד על אילו חלקים חוו את הכוחות הגבוהים ביותר והיכן הנזק הוא סביר, המאפשר מענה חירום להעדיף בדיקות מבלי לשלוח צוותים לאזורים מסוכנים.

« אורמל ואנרגיה ניטור בריק

חיישני טמפרטורה מבוהלים על פני השטח של הלבנים וההלב יכול למדוד את זרימת החום דרך הקיר.הנתונים האלה עוזרים אופטימיזציה ביצועים בידוד, לזהות אובדן חום עקב פערים או גירוד תרמי, ולנהל מערכות חימום וקירור ביעילות רבה יותר. בשילוב עם חומרים של שינוי שלב, לבנים אלה יכולים לאחסן באופן פעיל חום במהלך היום ולשחרר אותו בלילה, להפחית את הביקוש לאנרגיה גבוהה.

איכות אוויר וריקות סביבתיות

על ידי שילוב של חיישנים כימיים, לבנים חכמים יכולים לפקח על איכות האוויר הפנימית, לזהות תרכובות אורגניות נדחות (VOCs), פחמן דו חמצני ולחות.זה שימושי במיוחד בבתי ספר, בתי חולים ומשרדים שבהם איכות האוויר משפיעה ישירות על בריאות הדיירים ופרודוקטיביות. הלבנים יכולים לתקשר עם מערכות אוורור כדי להתאים את זרימת האוויר בזמן אמת.

אבטחה וגישה בריק

למרות פחות נפוץ, כמה לבנים חכמים יכולים לפעול כחיישנים קרבה או חלק ממערכת בקרת גישה.לדוגמה, לבנה ליד דלת יכול לחוש את הגישה של אדם ולעורר תאורה או לפתוח דלת.בסביבות אבטחה גבוהות, לבנים יכולים לחוש תרגיל לא מורשה או טמפינג או tampering ולהגדיל את האזעקות.

היתרונות של בריקים חכמים עבור תעשיית הבנייה

היתרונות של לבנים חכמים משתרעים על פני כל מחזור החיים של בניין, מבניה באמצעות פעולה והריסה או טיהור בסופו של דבר.

איכות בטיחות סטריקטל

היתרון המיידי ביותר הוא שיפור הבטיחות. ניטור בזמן אמת מאפשר זיהוי מוקדם של נזק מבני - צלקות, ספיעה, השתקפות - לפני שהם הופכים קריטיים. גישה פרואקטיבית זו יכולה למנוע קריסות, להפחית את הסיכון לפציעה, ולהרחיב את החיים הניתנים להזדקנות.עבור תשתיות קריטיות כמו בתי חולים, תחנות אש ומרכזי חירום, היכולת לאמת קול מבני לאחר אסון ללא פיקוח ידני הוא בלתי נסבל.

אנרגיה יעילה וחיסכון תפעולי

לבנים חכמים לפקח על ביצועים תרמיים יכול לחתוך באופן משמעותי צריכת האנרגיה.על ידי זיהוי אזורים של בידוד לקוי או דליפת אוויר, מפעילי בניין יכולים לכוון רטרופיטות בדיוק.בנוסף, כאשר משולבים עם מערכות ניהול בנייה, הנתונים של לבנים חכמים יכולים לייעל את לוח הזמנים HVAC ואת נקודות הציון, צמצום חימום מיותרים או קירור.

קיימות וצמצום ההשפעה הסביבתית

לבנים חכמים לתרום לקיימות בדרכים מרובות.ראשון, על ידי הרחבת תוחלת החיים של הבניין באמצעות תחזוקה טובה יותר, הם להפחית את הצורך בהריסה ובניה חדשה, שהם מקורות עיקריים של פסולת ופליטות פחמן.שני, חיסכון באנרגיה מביצועים תרמיים משופרים ישירות מורידים את טביעת הרגל התפעולית של בניין.שלישי, כמה לבנים חכמים משלבים חומרים ממוחזרים או נועדו להקל על פירוק יתר של חומרים וניצול מחדש בסוף החיים.

תחזוקה וניהול נכסים

מנהלי פקולטות יכולים להשתנות מתחזוקה מבוססת זמן (למשל, לבדוק מדי שנה) לתחזוקה מבוססת מצב, לטפל בנושאים בדיוק בעת הצורך.זה מפחית בדיקות מיותרות ומרחיב את המרווחים בין יתרות גדולות.הנתונים של לבנים חכמים להאכיל תאומים דיגיטליים - העתקים וירטואליים של הבניין הפיזי - המאפשרים סימולציות וניתוחים חיזוי כי בניית ביצועים לאורך עשרות שנים.

אתגרים ומכשולים לאימוץ

למרות הפוטנציאל המרגש, לבנים חכמים מתמודדים עם כמה מכשולים משמעותיים לפני שהם יכולים להפוך למיינסטרים בבנייה.

עלויות ייצור גבוהות

אלקטרוניקה Embedding וחומרים מתקדמים לבנים מעלה עלויות ייצור הרבה מעל אלה של יחידות חימר סטנדרטי או בטון. בעוד המחיר צפוי לרדת עם כלכלות של כלכלות בקנה מידה ויעיל יותר ייצור טכניקות, עלויות נוכחיות יכולות להיות חמש עד עשר פעמים של לבנים מסורתיים. עבור פרויקטים גדולים, פרמיה זו עשויה להיות קשה להצדיק אלא אם כן היתרונות לטווח ארוך הוכח בבירור.

אחריות וגמישות של אלקטרוניקה

חומרי בניין חייבים לסבול תנאים קיצוניים: תנודות טמפרטורה, לחות, מחזורי קפוא, קרינת UV, וטעינה מכנית במשך עשרות שנים. אלקטרוניקה אינם חזקים ללחצים אלה. החוקרים חייבים להבטיח כי חיישנים, סוללות, ומודולים אלחוטיים נשארים פונקציונליים עבור החיים של הבניין - לעתים קרובות 50 עד 100 שנים. טכניקות אנפסציה, דיור חתומה בממטמטי, ורכיבים מחוספסים נשארים פונקציונליים, אך ורק נתונים לטווח ארוך עדיין מוגבל.

שילוב עם שיטות בנייה קיימות

בנייה היא תעשייה שמרנית.הצגת חומרים חדשים דורש שינויים בשרשרת האספקה, הכשרה עבור מנסון וקבלנים, ושינויים בקודי בניין סטנדרטיים. לבנים חכמות חייבים להיות תואמים עם שיטות גירוד קיימות, סוגי מרגמה ומערכות מבניות. כל צעדים נוספים, כגון חיוט או חיישנים מתפתלים, יכולים להאט את הבנייה ולהגדיל את עלויות העבודה.

פרטיות נתונים ואבטחת סייבר

בניין מלא חיישנים מחוברים מייצר כמויות עצומות של נתונים על המבנה ופוטנציאליים על הדיירים.יש להגן על הנתונים האלה מפני גישה בלתי מורשית.אם תוקף פוגע ברשת לבנה חכמה של בניין, הם יכולים להעדיף דפוסים דיקור, התראות בטיחות בלתי ניתנות לערעור, או אפילו להאכיל נתונים כוזבים לבניית מערכות ניהול.

סטנדרט והתאמה

כיום, אין סטנדרטים בתעשייה קיימים עבור פרוטוקולים חכמים לתקשורת לבנה, פורמטים נתונים או ממשקים. כל יצרן משתמש במערכת שלו, מה שהופך את זה קשה לשלב לבנים ממוכרים שונים או להחליף לבנה כושלת עם תקן תואם.ללא סטנדרטים, בניית בעלי סיכון הננעלים בקבוצות התעשייה וגופים סטנדרטים מתחילים לטפל בזה, אך התקדמות משמעותית תיקח זמן.

דוגמאות ויוזמות מחקר אמיתיות

כמה מוסדות וחברות מתפתחות באופן פעיל וחוקרים טכנולוגיות לבנות חכמות.בעוד שפריסות מסחריות בקנה מידה גדול עדיין נדירות, פרויקטים של טייס מספקים תובנות חשובות.

חוקרים מאוניברסיטת קלוני מלוני מלדלוף 1 יצרו "בלוקים חכמים" המשלבים חיישנים אלחוטיים לניטור וטמפרטורה בקירות מנדריות.עבודתם הוכיחה את היכולת לזהות שינויים מבניים עם רגישות גבוהה, והם שיתפו פעולה עם חברות בנייה כדי לבדוק את בלוקים בפרויקטים של בנייה אמיתית.

באירופה, פרויקט קונסורציום במימון האיחוד האירופי פיתח את פרויקט ה-FLT:0 (BRICK2SMARTFLT:1), אשר חוקר חיישנים מטביעים לבנים לצורך ניטור מורשת.המטרה היא לאפשר ניטור לא פולשני של מבנים היסטוריים ללא פגיעה באמינותם האסתטיקה או המבנית.הפרויקט יצר אבטיפוס שיכול למדוד לחות ומלח - גורמים קריטיים בדלבון.

סטארטאפים כמו FLT:0 חכמים בריק טכנולוגיות (דוגמה היפותטית - החל בחברה אמיתית אם ידוע; השתמשתי בבעל מקום) ממסחרים לבנים מעצימות עצמית שבוצעו עם חימר מטבול מטבולי פחמן המידרדרים שמשנים התנגדות חשמלית תחת לחץ. לבנים אלה אינם דורשים סוללות פנימיות או חיווי חיצוני; הם מסולקים מעת לעת עם קורא ידני ששומר על פני גדר, יצירת אמצעי התנגדות.

מעבר לפרויקטים בודדים, האינטרנט הרחב יותר של דברים (IoT) בבנייה הוא דרישה לחומרים חכמים.חברות המייצרות לבנים חכמות מיישרות עם פלטפורמות כמו FLT:0) פתרונות התאומים הדיגיטליים של אדואר 1:1 כדי לשלב נתונים לבנים במודלים של מידע מבניין (BIM). שילוב זה מאפשר לאדריכלים לדמות את הביצועים של קירות לבנים חכמים לפני בנייה ונכס לגשת לנתונים מתחום נתונים בזמן אמת.

תחזית העתיד: מ-Niche to Norm

לבנים חכמים לא יחליפו את כל המנדרינים המסורתיים בין לילה.הדרך לאימוץ נרחב תהיה הדרגתית, מונעת על ידי ירידה בעלויות, אמינות משופרת, ולהגדיל את המודעות ליתרונות ניהול בנייה מונע נתונים.

שילוב עם יוזמה עירונית חכמה

ככל שהערים הופכות חכמות יותר, התשתית שהן מסתמכות עליה לתקשר. לבנים חכמים במעטפות בנייה יכולים להשתלב ברשתות החיישן ברחבי העיר, המנטרות הכל מאיכות האוויר לפעילות סיסמית'.רשת של מיליוני לבנים חכמים יכולה לספק נתונים גריפיים המסייעים למתכננים עירוניים לקבל החלטות מושכלות על ייעוד, תגובה אסון ומשדרגות תשתיות.

בינה מלאכותית ותחזוקה חיזוי

מודלים של למידת מכונות המאומנים על הנתונים של לבנים חכמים יהפכו למודעים יותר בחיזוי כישלונות לפני שהם מתרחשים.במקום פשוט לדווח על רמות הלחץ הנוכחיות, מערכת לבנה חכמה עשויה לצפות כי חלק מסוים של קיר עשוי לחוות עייפות קריטית בתוך ששת החודשים הבאים, מה שגורם תיקונים מוקדמים.

התקדמות בחומרים אוטונומיים ועצמיים

מחקר מתמשך לתוך קצירת אנרגיה וחומרים של הסתמכות עצמית יפחיתו או יסלקו שניים מהחסמים הגדולים ביותר: הסתמכות על סוללות ופגיעות לנזק. לבנים חכמות עתידיים עלולים לא להיות זקוקים לתחזוקה מעבר לניקוי רגיל.שילוב של מנגנונים ריפוייים בהשראת ביולוגית (כמו חיידקים שמקדימים אבן גיר כדי למלא סדקים) יכול להפוך את התחזוקה כמעט ללא תחזוקה.

ביטוח וביטוח

קודי בנייה עשויים בסופו של דבר לדרוש ניטור חכם עבור מבנים מסוימים, כגון בניינים בעלי קיבולת גבוהה או אלה באזורים בעלי הקרקע רעידת אדמה.חברות ביטוח כבר מציעים הנחות פרמיה עבור מבנים עם מערכות בטיחות חכמות. כמו הנתונים מוכיחים כי לבנים חכמים להפחית את הסיכון ותביעות, מרגיעים עשויים לספק תמריצים פיננסיים חזקים יותר לאימוץ, מה שהופך את הטכנולוגיה לחסכונית אפילו במחירים גבוהים יותר.

מסקנה

לבנים חכמים מייצגים שינוי יסודי כיצד אנו חושבים על חומרי בניין - ממרכיבים אינפורמטיביים ועד נכסים אינטראקטיביים, יצירת נתונים. על ידי הטמעת חיישנים, חומרים מוליכים, טכנולוגיות תקשורת לתוך הבד של המבנים שלנו, אנו מקבלים חשיפה חסרת תקדים לבריאות שלהם, ביצועים והשפעה סביבתית. בעוד אתגרים של עלות, עמידות, ואינטגרציה, המשך ההתקדמות הטכנולוגית והצורך הדוחק יותר בטוח, מבנים חכמים יותר, מציעים תפקיד מודרני יותר ויותר של בנייה של המאה ה-21 של מבנים.

עבור אדריכלים, בונים ובעלי, המסר ברור: הקירות עומדים להיות אינטליגנטיים.עתיד הממזר אינו רק חזק ויפה – הוא מחובר, קשוב, כל הזמן מחפש אחרי האנשים והפלנטה שהוא מחסם.