很多時候，智能建筑的對話圍繞著可以在建筑物內(nèi)安裝的技術(shù)，以提高管理效率、改善租戶體驗，以及這些技術(shù)如何創(chuàng)造效率，從而節(jié)省建筑運營成本。但是，這些技術(shù)的存在還可以幫助保護和維護物理建筑本身。例如，智能混凝土正在引起工程師們的興趣，因為可持續(xù)性、建筑壽命和降低整體維修成本仍然是建筑業(yè)主和運營商的首要考慮因素。

嵌入式 IoT 傳感器

傳統(tǒng)混凝土僅用作結(jié)構(gòu)元件，而智能混凝土的復(fù)雜監(jiān)控和傳感功能將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茉\斷系統(tǒng)。集成的智能傳感器可以在施工或重建過程中以及施工完成后收集大量數(shù)據(jù)點,持續(xù)收集有關(guān)結(jié)構(gòu)狀況的基本數(shù)據(jù)，包括溫度波動、濕度水平結(jié)構(gòu)狀況和應(yīng)變測量。

例如，巴塞羅那的圣家堂（La Sagrada Familia）是一座最初建于 1883 年的標志性教堂，最近在翻新項目的具體應(yīng)用中使用了嵌入傳感器的傳感器。這些傳感器旨在監(jiān)測混凝土應(yīng)用的強度并確定混凝土養(yǎng)護過程的理想條件。

傳感器通過分析以下條件來監(jiān)控并幫助調(diào)整固化過程：

  這項技術(shù)特別有價值的是它的物聯(lián)網(wǎng)連接，能夠通過傳感器遠程監(jiān)控混凝土的性能。這些先進的系統(tǒng)提供準確的強度評估，而無需依賴傳統(tǒng)的測試方法，因為傳統(tǒng)的測試方法既耗時又不太精確。通過全面的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測 （SHM），能夠在結(jié)構(gòu)完整性發(fā)展成重大問題之前檢測到它們的細微變化。

  通過這些監(jiān)控系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)不僅用于即時分析，還有助于優(yōu)化施工。使業(yè)主或建筑運營商能夠根據(jù)實際性能數(shù)據(jù)微調(diào)固化條件并實施主動維護策略。這種系統(tǒng)化的監(jiān)控方法可提前潛在問題，通過明智的決策最大限度地提高結(jié)構(gòu)的耐用性并延長其使用壽命。

自感應(yīng)和自修復(fù)混凝土

  除了嵌入標準混凝土中的智能傳感器（類似于整個智能建筑中部署的其他物聯(lián)網(wǎng)傳感器）之外，混凝土還可以與傳感和自愈劑混合，以主動監(jiān)測應(yīng)力斷裂，甚至可能在無需人工干預(yù)的情況下自行修復(fù)新形成的裂縫。

自感應(yīng)混凝土：

  將碳纖維和納米管等填料混合到混凝土中，形成一種可以導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)，可以持續(xù)監(jiān)測以創(chuàng)建混凝土結(jié)構(gòu)的 3D 表示。當這些填料受到應(yīng)力或破裂時，它會改變該區(qū)域的電阻，這表明存在損壞。軟件可以檢測應(yīng)力或裂紋的精確位置和大小，從而在問題惡化之前快速修復(fù)。

自修復(fù)混凝土：

  除了導(dǎo)電注入混凝土之外，某些細菌、礦物和聚合物也可以添加到混凝土中，從而賦予結(jié)構(gòu)自主自愈能力。當混凝土開始形成裂縫時，這些試劑被激活以填充裂縫，以保持其結(jié)構(gòu)完整性。雖然有些試劑只能被激活一次，但其他試劑（如細菌）可以在混凝土的整個生命周期內(nèi)繁殖，這有助于在結(jié)構(gòu)的整個生命周期內(nèi)進行自我修復(fù)。

環(huán)境影響和可持續(xù)性

  智能混凝土的環(huán)境優(yōu)勢遠遠超出傳統(tǒng)建筑材料，它結(jié)合了低能耗和低碳的替代品，大大減少了通常與傳統(tǒng)混凝土制造工藝相關(guān)的環(huán)境影響，可顯著減少碳排放和資源消耗。

  智能混凝土整合回收混凝土細骨料 （RCA），在降低成本的同時有效地重新利用拆除垃圾。能夠在這些混合物中開創(chuàng)性地使用微膠囊相變材料 （PCM），通過溫度調(diào)節(jié)有助于提高建筑物的能源效率。隨著研究人員開發(fā)專門用于智能混凝土生產(chǎn)的碳捕獲技術(shù)，智能混凝土能夠?qū)崿F(xiàn)零碳甚至負碳。

被動式太陽能供暖技術(shù)也可以與智能混凝土應(yīng)用有效結(jié)合，以最大限度地提高建筑物的整體能源性能。

智能混凝土的未來

  隨著建筑行業(yè)朝著更可持續(xù)和技術(shù)集成的解決方案發(fā)展，智能混凝土作為一系列有前途但未經(jīng)驗證的技術(shù)脫穎而出。雖然更先進的功能（如自感應(yīng)和自修復(fù)混凝土）仍處于早期階段，因此難以推薦，但嵌入式混凝土物聯(lián)網(wǎng)傳感器等其他技術(shù)已經(jīng)證明了它們的價值。智能混凝土還能夠集成到眾多應(yīng)用中，從主動監(jiān)測應(yīng)力模式的橋梁到檢測地震活動的高層建筑。

• 在交通高峰時段監(jiān)控橋梁性能，使您能夠評估結(jié)構(gòu)健康狀況并及時實施維護

• 實時跟蹤路面狀況，優(yōu)化您的交通流量管理并減少磨損模式

• 分析地震對高層結(jié)構(gòu)的影響，為您提供即時的結(jié)構(gòu)運行狀況更新

• 持續(xù)評估停車場的完整性，幫助您在潛在問題變得嚴重之前識別它們

• 評估道路基礎(chǔ)設(shè)施的負載能力，使您能夠做出數(shù)據(jù)驅(qū)動的維護決策

  智能混凝土解決方案正在將傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥臄?shù)據(jù)驅(qū)動流程。這種集成支持更高效的維護計劃，降低運營成本，并提高整個建筑項目的整體結(jié)構(gòu)安全性。建筑業(yè)主和運營商應(yīng)密切關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展，因為智能混凝土可能很快就會成為提高建筑使用壽命和效率的基石，同時降低整體維護和翻新成本。