什么是模块化建筑?|百科

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模块化建筑即将成为建筑行业众多主题之一,它将通过重新构想迄今为止的建筑方式,来帮助推动行业革命。

什么是模块化建筑?

自20世纪以来,对新住房的迫切需求迅速引入了现代建筑方法(MMC)。这些方法侧重于使用非现场建筑技术,这些技术可以受益于工厂条件和大规模生产技术。作为最受欢迎的解决方案之一,这就是模块化建筑的用武之地。

模块化建筑研究所将模块化建筑描述为一种过程,在受控的工厂条件下,使用与传统建筑设施相同的材料,按照相同的规范和标准进行设计,但只需要大约一半的时间。建筑以“模块”形式生产,当这些模块在现场组装时,反映了最复杂的现场建造设施的相同设计意图和规格-没有妥协。

模块化建筑、非现场建筑和预制建筑与工业化建筑有何区别?

非现场建筑是指在工厂制造建筑部件。它与预制类似,尽管预制是历史术语,与低质量的住房解决方案有关。

模块化建筑属于非现场建筑范畴,但通常被称为体积单位的特定建筑系统。我们认为真正的颠覆来自“工业化建筑”,它不仅指在工厂制造建筑组件和系统,还依赖于流程和技术推动因素,使其精益、自动化和高效。

模块化建筑的起源

尽管近年来模块化建筑在建筑技术生态系统中越来越受欢迎,但该技术的起源可以追溯到19世纪。自本世纪第二个十年在伦敦建造第一座预制房屋以来,这一趋势一直盛行。但是,是什么让当时的建筑专业人士寻求现代建筑方法呢?

几十年来,建筑业一直缺乏创新,随着其他行业的发展,我们在该行业面临的挑战也在不断增加。当谈到模块化建筑时,这项技术解决了现代建筑中许多最大的痛点:

住房短缺和经济适用住房

据联合国统计,全球有18亿人没有舒适的住房。不断增长的城市人口不仅威胁到获得体面住房的机会,而且在最近几十年里,居住在缺乏保障或租住权的非正式住区的城市人口比例也有所增加。

预计到2050年,全球近68%的人口将居住在大城市,因此,未来几年解决住房危机至关重要。传统建筑无法弥补这一差距。

但建造更多的房屋并不能解决与住房相关的问题:近年来,新房租金和购买价格飞涨,近70%的低收入家庭仅在房租上就花费了其收入的一半以上。

缺乏熟练劳动力

长期以来,建筑工地工作一直被认为是一种不需要资质的行业,是那些不想自我培训的人的职业出路,这个行业对年轻人不再有吸引力。

2021年10月,截至月底,仍有40.2万个建筑职位空缺,这是自2000年12月开始收集数据以来的第二高水平。

由于该行业缺乏熟练劳动力和工人群体老龄化,该行业需要提高自身吸引力,以吸引年轻学生和其他人群参与该行业的新技术。

可持续建筑

鉴于建筑材料的性质,建筑材料占全球每年产生的固体废物的一半。此外,建筑和运营建筑物也占温室气体排放量的39%。随着世界各地的法规要求更加可持续的行业,市场上的新解决方案必须帮助当前的建筑专业人士解决这个问题,并找到强制建筑材料循环的方法,同时关注可持续材料和建筑的能源效率。

延误和超支

在过去的几十年里,传统的建筑方法效率低下,生产力增长缓慢,一个项目可能需要数个月才能完成。通常情况下,大型项目需要比预期多20%的时间,加上80%的成本超出最初的预算。

质量

建筑质量是直接影响建筑业务增长和盈利能力的关键因素。许多建筑缺陷可直接归因于人为因素,例如劳动力不熟练和缺乏适当的监督。同样,系统故障和低质量的建筑材料也加剧了某些项目的质量缺陷。

模块化建筑的兴起

几十年前,建筑业就面临着诸多挑战,例如浪费、低效、不可持续的历史、普遍的熟练劳动力短缺以及行业生产率持续下降,而模块化建筑则带来了一股清新的气息,以及大量机遇。

模块化建筑在近年来迅速兴起,这主要归因于以下几个方面的因素:

技术进步:现代技术的发展,特别是在生产、运输和建筑方面,为模块化建筑提供了更广泛的可能性。先进的制造技术和数字化设计使得生产高质量模块更为容易,而现代运输网络则使得这些模块可以便捷地从工厂运送到建筑现场。 成本效益:模块化建筑通常比传统建筑方法更经济。在工厂生产模块可以更好地控制成本,并且由于更快速的施工速度可以节省人力和时间成本。 可持续性需求:随着对环境影响的关注增加,模块化建筑因其较少的废弃物产生、更有效的资源利用以及更好的能源效率而受到青睐。它能够减少对原始材料的消耗,并且在建造过程中可以更好地控制和管理环境影响。 灵活性和定制性:模块化建筑通常具有一定的灵活性,能够根据客户的需求进行定制,同时也可以适应不同的用途和环境。这种灵活性使得模块化建筑在各种场景中得到了广泛应用,包括住宅、商业、教育和医疗等领域。 快速响应需求:在某些情况下,如自然灾害后的紧急救援、临时住房需求或临时办公场所,模块化建筑能够快速响应需求,提供临时性解决方案。

总体而言,技术、成本效益、可持续性、灵活性以及对快速响应需求的需求等因素共同推动了模块化建筑的兴起,并且预计这一趋势将在未来持续发展。

政府对模块化建筑的支持

尽管如今采用模块化建筑的好处是显而易见的,但业内专业人士呼吁政府提供更多支持,包括为使用模块化技术的开发商提供资金补助和补贴,以及通过规划和监管政策激励。

以下是政府支持模块化建筑的一些常见方式:

资金支持和补贴:政府可以通过提供资金支持、贷款担保或补贴等形式,鼓励企业和开发商采用模块化建筑技术。这些资金支持可以用于研发、生产、运输和安装模块化建筑。 法规和标准制定:政府可以制定相关的法规和标准,以促进模块化建筑的发展和应用。这些法规和标准可以包括建筑设计规范、建筑审批程序、模块化建筑的质量标准等,从而确保模块化建筑的安全性、可靠性和质量。 土地政策和规划支持:政府可以通过制定土地政策和规划支持模块化建筑的发展。例如,提供更多的土地用于模块化建筑项目、简化土地使用规划程序、降低土地使用税等,都可以促进模块化建筑的发展。 宣传推广和示范项目:政府可以通过宣传推广和示范项目来提高模块化建筑的认知度和接受度。政府可以组织宣传活动、举办展览会、发布政策文件等,向公众和建筑业者介绍模块化建筑的优势和应用案例。 研发和创新支持:政府可以通过资助研发项目、设立创新基金、提供技术支持等方式,支持模块化建筑技术的研发和创新。这些支持可以帮助企业开发新的模块化建筑材料、技术和工艺,推动模块化建筑行业的进步和发展。

总之,政府对模块化建筑的支持可以通过多种方式实现,这有助于推动模块化建筑的发展和应用,促进建筑行业的转型和升级。

模块化建筑与传统建筑的主要区别

传统建筑和模块化建筑的开始方式相同:规划、设计、审批、场地准备和开发都是必需的。但是,它们完成的方式并不相同。有了模块化建筑,用户和建筑专业人士就可以获得端到端的解决方案,从而阻止传统建筑的碎片化。通过连接数据流、分散供应链以及快速的设计变更和批准率,模块化是因祸得福。

例如,在传统建筑中,先打地基,再建造结构和墙壁,再添加屋顶,然后开始建造建筑物的内部,所有步骤都是按顺序进行的。在交付给最终客户之前,需要准备好缺陷清单,并解决所有问题。只有这样,建筑物才算正式完工。

至于模块化建筑,在现场铺设地基的同时,熟练的工人已经在工厂里同时制造建筑物,包括室内和室外装修、电气、管道和地板。在建筑物运到现场之前,工厂已经完成了所有检查清单。然后运输建筑物、固定到位并交出钥匙。与传统建筑方法相比,这一流程最多可节省50%的时间,甚至更多。

此外,模块化建筑解决了传统建筑面临的挑战:

通过更好的资源和废物管理实现可持续发展

由于工业化和模块化建筑设施受益于生产重复,如流水线制造,因此建筑流程比传统建筑消耗的能源更少。

同样,与现场建筑实践不同,这些设施的资源得到了更好的处理,产生的废物被储存在受控环境中,可以回收并用于其他项目。在工厂控制的环境中,废物减少了20%至40%。这有助于减少每年最终进入垃圾填埋场的1.35亿吨建筑垃圾。

就可持续性而言,非现场工厂建造的房屋在运输污染、工人安全、减少建筑垃圾和城市噪音方面留下的空间更小。

行业方法也提供了持续改进的可能性,特别是在气候影响方面。

建造时间更快

由于建筑团队可以在受控环境中使用重复技术和便捷的设备同时进行地基工程和基础工程,因此模块化建筑可以缩短施工时间。

天气延误也不会对模块化建筑的时间造成影响,因此承包商可以完成每日建设目标,并轻松避免现场施工中常见且不可预测的延误。

住房危机解决方案

虽然模块化建筑本身无法解决全球住房危机,但它是朝着正确方向迈出的一步,因为它可以快速建造具有一系列经济实惠规格的建筑,满足将房屋变成任何人居住的家的基本需求。

由于模块化住宅是具有独立入口的独立结构,因此可以根据需要以集群或堆叠形式建造,从而支持维护和建设社区以及最大限度利用可用空间的努力。

专业化劳动力

通过引入工业化建筑,模块化行业可以提供更可预测的工作地点和工作时间、更少的劳动密集型工作、更高程度的工作场所技术集成以及更安全的工作条件,从而为潜在的新建筑工人提供更有利可图的行业。

总之,模块化建筑在当今建筑领域备受青睐,其快速建造、成本效益、质量控制、灵活性、可持续性等优点,有助于提高建筑行业的效率、质量和可持续发展。

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2024-04-18
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