模块化结构：重塑建筑流程

模块化建筑市场在过去几年中经历了巨大的增长，到 2021 年达到 760 亿美元的价值。

虽然模块化建筑目前只占1万亿美元建筑业的一小部分，但随着需求的增加，市场只会继续增长。越来越多的人转向预制，因为它的现场效率、提高劳动生产率和安全性以及降低施工成本。

除了这些好处之外，模块化建筑还代表了环境可持续性的巨大飞跃，包括更负责任地使用建筑材料和更环保设计的绝佳机会。

什么是模块化结构？

模块化建筑是一个过程，涉及在场外工厂建造预制建筑并将其运送到工地进行安装。虽然模块化结构符合与传统建筑相同的建筑规范和法规，但它们由较小的预制单元（称为模块）组成，这些单元在到达工地后组装。

• 在工厂中 ，模块使用装配线系统和施工技术制造，从而实现高效和标准的流程。在工厂中使用精确的建模和施工减少了对变更单和调整的需求。

• 在出厂前 ，建造和安装墙壁、地板、屋顶、门窗，并增加布线、管道和管道系统。许多现代模块化建筑甚至在出厂前都配备了固定装置和饰面。

• 模块建成后 ，用平板卡车将它们运送到建筑工地，并按预定顺序组装，该过程使用起重机将模块固定到预设的地基上。

• 模块 设置到位后 ，施工专业人员将它们无缝地组装在一起，以创建一个统一的建筑。由此产生的结构通常比传统场地上的类似建筑快两倍。

模块化建筑的类型

模块化建筑有两种常见的类型：永久性和可搬迁式。虽然这两种类型都由场外建造的预制材料组成，但它们的尺寸和应用不同，并且每种都有不同的用途。

永久

永久性模块化建筑（PMC）涉及在场外建造预制模块，将它们运送到工地并组装以创建永久性结构。这些建筑是高度可定制的，有多种形状和大小。专业人士可以使用 PMC 建造从单层住宅到住宅高层建筑的任何东西。

可重定位

可重新定位的模块化建筑的独特之处在于它们可以在初始安装后从一个位置移动到另一个位置。专业人员在场外设施中部分或全部组装这些结构，然后将它们运送到建筑工地。由于可搬迁建筑具有成本效益且易于移动或重新利用，因此它们是建筑工地办公室、学校、医疗机构和其他需要临时结构的组织的一种流行选择。

模块化结构的优势

模块化建筑不仅建造时间更短，而且还为施工人员、建筑业主和环境提供了许多其他优势。这些好处始于工厂，并持续到建筑物的整个生命周期。

1. 减少建筑垃圾

传统的建筑方法每年产生约5600万吨的碎片，而模块化建筑使用精确的规划和测量来降低错误和浪费材料的风险。在此过程中还会同时创建多个模块，因此任何原本会被丢弃的材料都可以重新用于同一设施中的其他项目。

2. 使用回收材料

模块化建筑使用各种可持续材料，其中许多是回收的。木材、钢材和铝等再利用材料可以形成壁板、框架和屋顶。

3. 降低能耗

由于施工是在受控的工厂环境中进行的，因此生产模块化结构消耗的能源更少。在施工期间，使用机器学习优化能源使用，以创建环保的建筑过程，缩短施工时间可降低现场能源支出。专业人员还可以在模块化建筑中安装结构隔热板，以更好地保持其内部温度并减少对供暖和空调的需求。

4. 减少排放

联合国2017年的一份报告发现，全球39%的碳排放来自建筑领域，其中大部分来自低效的材料和劳动力运输。通过减少往返工地的行程并优化模块交付，模块化结构可以将建筑工地的总交付量减少 90%，从而大大减少总排放量。此外，许多模块化建筑都配备了太阳能电池板，以降低建筑物生命周期内的碳排放。一个简单的太阳能装置每年可以防止2.5吨的碳排放。

5. 具有绿色固定装置和饰面

现代模块化设计包括一系列以生态为重点的功能，如可调光LED照明，太阳能热水器，占用传感器，用于储能的电池......

6. 经久耐用，可重复使用

模块化建筑设计在弹性和长寿命方面具有明显的优势，但许多传统建筑也是如此。模块化建筑的独特之处在于它们易于拆卸——既可以在其他位置和配置中重复使用，也可以回收用于新项目。在考虑长期可持续性时，可重复使用的模块化建筑有助于减少拆除产生的碎片，每年的垃圾量超过5亿吨。

7. 提高工人安全性

由于大部分建筑过程都是在室内受控环境中进行的，因此模块化结构大大降低了跌倒和其他与工作相关的伤害的风险。在一个饱受高工伤和死亡率困扰的行业中，这是一个重要的优势。减少现场工作可保护工人免受危险天气条件的影响，消除危险并降低疲劳风险。

8. 降低项目成本

更短的施工时间、更少的运输和劳动力成本以及更便宜的材料使模块化建筑比传统的建筑方法更具成本效益。随着技术的不断进步和流程变得更加高效，项目业主甚至可能在未来看到进一步降低成本的机会。

虽然模块化结构提供了许多好处，但它并非没有缺点。对于任何考虑这种构建方法的人来说，仔细考虑以下挑战都很重要。

1. 运输过程中的损坏风险

由于模块（有时是整个结构）是在场外建造的，因此在运输到施工现场时损坏的风险更高。项目业主必须谨慎选择值得信赖的索具公司，以帮助降低风险并避免因损坏的模块而导致的项目延误。

2. 有限的设计选项

模块化建筑的建造速度快、效率高，但与传统建筑相比，它们的定制选项通常更少。建筑专业人员堆叠重复和统一的模块来建造公寓楼、酒店和住宅等结构。创建更多独特的模块需要更多的时间、金钱和资源，从而消除了模块化结构的许多好处。

3. 前期成本高

由于模块化建筑需要许多前期材料和劳动力成本，项目业主必须准备好为模块化建筑支付比传统建筑更多的前期费用。加快付款时间表可以使与不习惯该过程的投资者合作更加困难，并且出错的余地更少。

4. 供应商更少

与更少的供应商合作听起来像是一件好事，但它会给买家带来更大的压力，让他们选择一家值得信赖的公司。一个建筑项目可能只需要一个模块化制造商，在仍在增长的市场中并不总是有很多选择可供选择。由于项目的大部分预算都流向了一个供应商，因此买家必须仔细检查他们的所有选择，并在项目进展时跟进。

由于医疗保健，经济适用房和许多商业行业的需求不断增长，全球模块化建筑市场将在未来六年内实现6.4%的年增长率。

预制允许更快，更具成本效益的建筑过程，这可能有助于缓解当前的经济适用房危机。随着建筑工地适应冠状病毒大流行后的行业变化，模块化建筑的效率可能是必要的。

模块化建筑技术是解决当今建筑行业面临的许多挑战的有力方法，例如高成本和劳动力短缺。然而，重要的是，模块化建筑对建筑对环境的影响也有有益的影响，并鼓励利用绿色能源的建筑设计来实现更可持续的未来。

总体而言，模块化建筑技术可能成为未来几年行业变革的重要来源，尤其是我们对地球的影响。要了解有关模块化结构的环境效益的更多信息，请查看下面的信息图。