场外建设不仅仅是一种趋势

NIA的专家小组在2020年4月的行业评估报告中将模块化建筑确定为“2020年有望增长”的一个行业部门,1和市场研究支持评估:估计,2020年,将全球市场的模块化建设价格为951亿美元,仅限美国市场达到275亿美元。2最近的道奇数据和分析研究提供了对今天和未来推动市场的洞察力。

安赫肯尼班

2021年3月1日

几乎就在一年前,全世界都在惊叹,中国在两周内完成了武汉的两家应急野战医院的建设,以应对大量涌入的新型冠状病毒患者。说全世界都在观看并不夸张:中国中央电视台(cctv)直播了数千名工人昼夜不停地工作的视频。他们真的会在两周内建两所医院吗?像这样的建筑,上升得这么快,安全吗?

第一家医院——火神山医院,占地约18.5英亩,占地64.5万平方英尺,两层楼,仅在10天内就全面投入使用。它的特色是隔离病房、容纳1000名患者的床位和30个重症监护室(icu)。第一批入院的病人之一在YouTube上发布了一段视频,展示了他的病房,显然对病房的设施和里面的救生技术印象深刻。第二所医院雷神山医院建在距第一所医院约25英里的一个废弃停车场上,另外还有1600张床位,也用于隔离和治疗COVID-19患者。据报道,两家“即时医院”开业后不久就已接近满负荷运转。到2020年4月中旬,应急设施的案例数量已经下降到可以退役的程度,尽管在需要重新启用时不会拆除。

为了实现此类快速部署,该设施使用预制单位 - 基本上医院建筑块制造和运送到准备组装的网站。它有助于这不是中国第一次使用模块化建设来管理国家紧急情况。该方法建模为小塘山医院,在2003年严重急性呼吸综合征(SARS)爆发期间建造的北京内置的紧急设施;而该模型肯定适用于速度。对于有关建筑质量或安全的任何问题,在这些点上获取中国的后续信息就像追查该国爆发的根源一样困难。尽管如此,当需要时,“弹出”设施似乎根据需要运营;他们抓住了一个世界努力照顾越来越多的Covid-19患者的想象力,同时管理其公民的日常保健需求。可以是答案的预制模块吗?它似乎是中国的答案:今年1月,该国再次动员部队在河北省北部建造一个检疫中心,可以容纳4,000多人。

在过去的一年里,在美国,模块化建筑已被用于提供保健支持,并从便携式紧急和临时结构范围内,可以根据需要重新安置(或将来使用)到永久性新结构和/或添加到永久基础上建立的现有医院。考虑以下示例,所有这些例子都在5月和12月20日之间在线上网:

  • 丹佛大学的Covid-19测试中心,提供驾驶或步入式温度筛选和病毒测试,其中40英尺长,在加利福尼亚州贝克斯菲尔德的一家工厂制造,在10天内运到大学。在平板卡车上,在2020年秋天建立了1天。在其他大学和机场进出国会的类似豆荚.3
  • 模块化ICU工厂制造和部署在马里兰州和格鲁吉亚,在几周到几个月,而不是几年。这些不是拖车或运输容器,而是设备齐全的患者室,符合疾病控制和预防空中感染隔离的中心,4通过管道(水槽和浴室)和医疗系统,以及ICU使用的HVAC系统。5
  • 在2020年12月建造的加州医院外的临时结构,以取代帐篷,为患者分类提供浪涌检查室 - 包括单独的HVAC单位 - 加上X射线,EKG测试,实验室绘制和公用事业使用的房间。

与传统的施工方法相比,所有这些项目都在加速时间框架中完成,并在批准运营之前,所有符合传统建筑方法的联邦和地方质量和安全标准,以及适用的建筑规范。大流行驱动的应用不是唯一用途制作预制/模块化建设的增长行业,即使全球经济的许多细分也在继续奋斗。过去几年已经看到了从星巴克和Chick-Fil-A分支机构到一个体育体育场的分支机构的项目的方法,所有类型的住房(单人族到多层公寓和无家可归者收容所),酒店,学校,数据中心 - 甚至是工厂制造的小型模块核反应堆和电力工业的地热单位,以及大麻行业的“提取豆荚”。

在大流行之前,有更广泛采用预制和模块化建设的迹象。Dodge Data&Analytics于2019年秋季进行了一项调查,从美国横跨美国建筑行业的数百名专业人士进行了批准,以便现在并进入未来的市场。结果强调了建筑行业报告中有多少报告“对成本,进度,质量和安全性能,生产力,客户满意度以及减少废物的能力”的重大改进“6从预制和模块化建设的使用中。随着更多项目使用方法,可以使用这样的评估和已经使用的应用范围,并不难以理解,并不难以想象机械保温行业将发现新的机会以及挑战,因为更多的项目使用这种方法。beplay买球简单地说,如果你认为只有液化天然气设施的预绝缘管道,或者在这本杂志中的其他用途的预制绝缘肘部和配件上几年后,就是时候扩大你的思考 - 因为设计工程师和项目所有者当然是。

一切都是新的再次

场外建设并不新鲜,但它可能比你想象的还要古老。根据模块化建筑研究所(MBI)的说法,美国第一个非现场建造并交付到最终地点的建筑是1670年从英国船运过来的预制结构。7后来,MBI报告,从1849年从纽约工厂向西发运的500多家预制家庭,随着人口搬到加利福尼亚,追逐淘金匆忙的需求。随后的商业建设,模块化结构开始在20世纪初到20世纪初的学校,政府大楼,商店和酒店找到进入学校的路。

These days, the National Institute of Building Sciences’ Off-Site Construction Council defines off-site construction as “the planning, design, fabrication and assembly of building elements at a location other than their final installed location to support the rapid and efficient construction of a permanent structure.”8正如我们所看到的那样,应用程序可以广泛地从该定义中想象。在住宅,商业和工业市场中使用了场外建设。在光谱的一端,是制造设施中制造的结构部件(墙壁,屋顶,地板等),并与现场的其余项目安装/集成;另一方面是您可以在Amazon.com上购买的家园准备定制。预制和模块化单位使用钢,木材或混凝土;它们可能成为永久性结构的一部分,或用于搬迁和重用。组件可能是“打开”,这意味着它们可以在没有拆卸的情况下在工作站上进行检查;或“关闭”,它是它的声音 - 机械,电气和/或管道安装在工厂,在其发货之前检查。它们可以包括在现场或3D容量单位/模块/豆荚中组成的二维(2D)“面板”,该组合为乐高的单位,只能需要连接到现场的实用程序和/或其他单元。虽然一些使用术语互换,但预制通常是指在工厂中制造的组件并运输到项目现场进行组装; modular construction refers to structures that are more than 50% finished at the factory before they are shipped to their destination.

场外建设的好处

在潜入道奇研究调查结果之前,让我们考虑使用使用某种程度的非现场建设的建筑方法的益处。

更快的项目完成和提高生产力

与前面描述的示例一样,具有预制和模块化结构,可以在现场工作时构建组件,而现场工作正在进行中。当组件是预制,测试和检查之前,在他们到达工作岗位之前,外部因素像天气一样的可能性不太可能影响时间表;和现场设置和预组装时间减少。常见估计估计将项目完成使用场外施工,比使用“常规建筑”的速度快20%至50%。9

成本控制/可预测性

除了更快地完成项目可以节省成本外,组件本身也可以节省成本,因为在工厂建造可能比在工地建造更经济。与非现场施工、存储成本等相比,影响项目成本的外部因素(天气、材料/人工成本(和可用性))更少,因此更容易预测和控制这些成本。更快地周转项目也意味着更短的建设贷款期限——房屋可以更快地被占用和使用,从而获得更快的投资回报。

劳动力短缺的解决方案

The U.S. Chamber of Commerce Commercial Construction Index Report for the third quarter of 2020 indicated that 83% of contractors face “moderate to high levels of difficulty in finding skilled workers,” and more than a third (36%) “report turning down work due to a shortage of skilled workers.”10考虑到这些数字,一种减少现场所需工人数量以及他们需要投入到某个项目中的时间的方法可能是一个游戏规则改变者。

质量和过程的可预测性

自动化预装配要求遵循可重复的过程,产生可预测的结果。减少现场施工减少产品质量差异的机会。在工厂外建造的部件在出厂前都要经过质量控制。此外,模块化施工和建筑信息模型(BIM)经常一起使用,从而在设计(和期望)和建造之间产生更大的一致性。

增加工人安全

减少现场施工,在工厂建设中采用自动化,降低了现场事故的风险。大流行期间的另一个考虑因素是:场外施工减少了工人花在现场的时间,在保持社交距离方面,这种环境比工厂更不受控制。

减少现场建筑垃圾,屈服于更环保的项目

除了用于包装和船舶单独物品的所有材料的垃圾上,除了在工厂中的制造比在各个求职者上的制造更精确的浪费。受保护的施工环境意味着由于天气损坏而浪费的材料较少。工厂经常回收材料,模块化组件本身可以可重复使用 - 根据需要节省的能源和原材料重新拆卸和重新安置到其他地点。

增加客户满意度

列出的所有其他福利都有助于整体更高的客户满意度,结果因参与者在道奇调查中占据了绝大多数。

调查:预制/模块化建筑趋势的深入研究

在2019年秋季的在线调查中,道奇查询了600多名建筑师,工程师,一般承包商(GCS)和建筑经理(CMS),专业/贸易承包商和建筑商,以及来自美国的当前和未来国家预制和模块化建设市场。受访者所有最近的经验(过去3年)使用预制和/或模块化组件(永久或可重定量)。结果发表于报告预制和模块化建设2020,并由Donna Laquidara-Carr,Ph.D.,LEED AP,以及Dodge Indussights研究主任,在一个网络研讨会上,“模块化建筑的兴起:深入潜入建筑师与承包商对其当前和未来使用的透视。“本节概述了该研究的一些主要发现。有兴趣的读者应有关更多信息,请查看完整报告:www.construction.com/toolkit/reports/prefabrication-modular -construction --2020

不管他们在建设过程中扮演什么角色,受访者对使用这些方法的结果评价很高。图1显示自称取得“中等、高或非常高水平”的受访者百分比11所引用的方法中列出的福利。

该报告提供了介绍如何不同的函数 - 架构师/工程师,GCS / CMS以及交易以及不同的福利,以及他们如何在将来影响他们的工作。所有参与者都回应了一组类似的一致性问题,但也分为两个轨道预制和模块化构建 - 对于旨在获得更多关于使用各种方法的更多信息的具体问题。(有关参与者的调查方法和背景/经验的详细信息,请参阅第16页的侧边栏,“预制和模块化施工调查基础规则和方法”。)

预制

过去3年预制体验的受访者的百分比是94%的压倒性。13预制的例子包括单交易组件(例如,墙后面的管道装配器,用于医院的房间)和多贸易组件(例如,走廊架)。调查参与者报告了单一贸易组件的更多经验,但大多数人在不久的将来使用两种类型。所有受访者类型的过去和预测使用都违反了如下:14

  • 单一贸易大会占过去3年使用预制的62%的项目,预计未来3年的75%的项目;和
  • 在过去的3年中,多贸易组装用于33%的项目,在未来3年内攀升至58%。

关于机械绝缘业的注意事项,单一和多贸易组件最受欢迎beplay买球的特定用途之一是包括HVAC和管道的类别 - 见图2。

有关使用面板模块化建筑 - 墙壁模块,屋顶和地板面板的数据以及结构绝缘板 - 在不同功能之间的经验和预计使用的差异显示出差异。80%至84%的建筑师/工程师和GCS / CMS在今天使用预制率报告,在未来3年内上升几个百分点。然而,在专业交易中,当前/最近使用的68%,在未来3年内投射时预测增长至76%。16

图3总结了所有角色中报告的预制使用的当前和预计驱动程序。

使用顶级障碍是“项目交付方法可防止有效预制规划”(96%),“项目设计的预制部分”(94%),“我们的项目类型不适用于预制件”(92%),“预制的可用性本地购物“(81%)和”培训员工的可用性安装预制组件(70%)。18

对于机械保温行业beplay买球,这些数字涉及熟悉过程和应用 - 从设计通过安装 - 由于预制的使用预期会变得更加普遍。

模块化建筑

模块化建设的经验远低于预制:只有38%的受访者报告过去3年的永久模块化建设的经验,只有28%的人拥有可重定位的模块化建设的经验。19

图4总结了公司类型的模块化建筑类型的当前/最近使用。

目前,最大的用途是设计功能,预计增长最多的行业。未来3年,行业预计76%的项目将采用嵌板模块化结构;75%的全体积建筑。

图5总结了当前和预计的驱动因素。,即那些具有“高或非常高的影响力”——用于永久性模块化建筑。21

据报道,模块化施工使用的压倒性屏障是业主缺乏使用方法(90%)。附加考虑因素包括“模块化组件制造商的可用性”(66%),项目类型未“适用于模块化构造”(54%),“项目递送方法可防止有效的模块化使用规划”(51%)和“培训的可用性Workforce“安装组件(41%)。23

过去和未来使用永久性模块化建设突破如下:24

  • 镶板建筑(例如,墙板)用于过去3年的48%的项目中使用,预计未来3年的增长率为59%;和
  • 3D模块/全体积施工占过去3年的44%的项目,预计未来3年将增加到61%。

使用bim

正如本杂志在2020年的“凝视水晶球”(gaze into the Crystal Ball)预测中所报道的,“承包商报道的最大好处之一是BIM能够改善制造过程。”许多机械承包商经常使用非现场制造他们的系统,研究表明,近一半的承包商在50%或更多的预制组件上使用BIM,这表明BIM是这一过程中必不可少的工具。使用BIM进行预制的好处被广泛报道,超过80%的机械承包商使用BIM进行预制,他们看到了材料浪费的数量,劳动力成本,安装工作的质量,避免购买额外的管道和配件。和进度。”25

道奇研究支持“水晶球”评估。使用BIM的公司经常用于预制,64%的报告“享受高水平的......性能改进”。26当前使用在交易中最普遍(38%以50%的项目或更多项目),而建筑师/工程师的17%,GCS / CMS为17%。预计所有群体的使用将在未来几年内生长至53%(交易),31%(架构师/工程师)和35%(GCS / CMS)。在某些情况下,通过另一个角色使用一个角色的使用。当所有者需要GC / CM使用它时,或者GC / CM要求它从交易中需要它。27


预制和模块化建设调查基础规则和方法

为了参加调查,受访者必须获得最近的相关经验,定义为“在2018年在一家多居民或非家庭建筑项目中致力于过去三年的预制或永久性建设项目”。*此外,为了确保调查专注于商业建设,参与者的经验中不超过一半的项目可能是单身或两家家庭。最后,参与者池爆发如下:44%的建筑师或工程师,31%GCS / CMS和25%的专业交易/承包商。

从那里,参与者分为两条轨道,基于他们的经验:预制(受访者的66%)和模块化建设(34%的受访者)。一些调查问题为这两个群体讨论了同样的主题,但其他议题是特定于给定群体的经验。(有关参与者如何满足给定轨道的经验阈值的其他详细信息,以及受访者类型的经验和调查轨道的细分,请参阅完整的报告,可以在线下载www.construction.com/toolkit/reports/prefabrication-modular -construction --2020

由Bradley Corporation,MBI,Pinnacle InfoTech提供的支持该研究,机械承包商协会提供。美国和妇女。

*道奇数据和分析,预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,2020,Page 64,
www.construction.com/toolkit/reports/prefabrication-modular -construction --2020


场外建设并非没有挑战

如在调查结果中提到与使用预制障碍和模块化建设相关的调查结果,它们可能存在挑战,包括(但不限于)以下内容。(注意:第20页的“模块化和预绝缘设备冲击机械绝缘系统”中描述了特定于机械绝缘体的beplay买球额外挑战。)

  • 供应商的选择至关重要
    对于模块化建筑来说,这一点尤为重要。道奇公司的所有调查对象都将经验和专业知识置于价格、相对于项目所在地的位置以及对公司使用的熟悉程度之上。对决策过程有如此影响的唯一选择标准是业主偏好——在交易报告中,这个因素只超过了供应商的专业知识。如果供应商错过了它的最后期限,使用不合格的材料或工艺,在运输过程中没有充分保护组件,或其他方面表现不佳,整个项目都会受到影响
  • 物流可以剥夺时间和金钱的节省
    如果组件在气候控制的工厂中是预制的,但在运输期间暴露于元素或以其他方式损坏(或者在现场损坏,因为它们太早交付并坐在外面),而不是节省时间和金钱,而相反。可能需要更换材料,减慢过程并提高成本。进入游戏的物流的其他方面包括在组件到达时,确保正确的设备在现场准备就绪,并将其组装。没有任何效率的模块粘在别的东西上,因为将它们设置到位的起重机是其他地方。运输考虑也可能施加设计限制,因为它对超出尺寸或重量参数的船舶模块是成本禁止的。
  • 设计必须尽早锁定
    设计阶段可以比传统结构更强烈,因为需要先前做出决定。您多久遇到一次客户在现场看到它的情况时遇到思想的情况,并且它在整个交易中揭示了涟漪变化(和成本)?想象一下,如果请求是改变现场周前制造的东西,则交付到原始规格 - 例如,移动部件会影响导管或管道的位置,或周围的空间量,以允许绝缘安装和检查。
  • 协调至关重要,特别是对于绝缘工作
    交易之间的协调是必不可少的,所有团队成员都需要尽早参与进来。在我们的行业中,似乎每个人都有过这样的可怕故事:由于缺乏协调,项目进度和预算都增加了,而绝缘技术往往因为落后于其他专业而付出了最大的代价。如果存在设计问题,例如:在美国,没有足够的空间来按照规定对管道进行绝缘——这需要在部件制造、运输和现场生产之前进行识别。
  • 方法需要熟练的劳动力
    虽然需要更少的工人来在现场构建碎片,但必须在与模块化组件一起工作和集成模块化组件的那些存在的人。

还有其他挑战,包括一些可能由疫情引起的问题——如劳动力或供应链问题——以及有时在涉及使用非现场建设的项目的保险、融资、投标和检查时模糊的界限。与传统建筑一样,通过适当的规划,大多数问题都可以避免或减轻。

结论

显然,预制和模块化建筑不仅仅是一种趋势,为机械绝缘行业提供了机遇和挑战。beplay买球随着业主越来越适应预制和模块化施工,以及整个供应链的培训和资源使这种方法更容易获得,该行业有望看到更广泛的应用。

借用米歇尔·梅斯尔的“凝视着水晶球”,德勤咨询咨询技术实践中的校长借用米歇尔梅斯尔的报价,他们带领工程和建筑(E&C)练习:

2020年需要关注的趋势之一是组件模块化和预制件的发展,这可能会影响目前许多建设和控制公司面临的盈利能力和利润率挑战。模块组装场的兴起——位于战略位置的制造和组装建筑元素的场所,然后可以转移到一个建筑工地进行快速组装——借用了建筑行业的一些成本效率的制造实践。模块化有可能显著影响建设与工程公司的生产率和利润率。

根据过去一年的活动,以及道奇调查的结果,似乎是该预测的延伸是有序的;并且需要准备机械beplay买球绝缘工业。

参考

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  2. “全球模块化建筑行业(2020年至2027年) - 市场轨迹和分析 - ResourcalAdmarkets.com,”商业资讯(在线),11月2日,2020年11月2日,https://www.businesswire.com/news/home/20201102005653/en/global -模块-建设-行业- 2020 - 2027 -市场-轨道-分析- researchandmarkets.com
  3. Aili McConnon,“模块化建设符合大流行中的不断变化,”纽约时报,12月15日,2020年12月15日,https://www.nytimes.com/2020/12/15/business/modular-construction-pandemic-coronavirus.html.
  4. 阿黛尔·彼得斯(Adele Peters),“这些像乐高一样的模块化ICU病房正在把医院停车场变成COVID-19病房”,《快公司》,2020年11月17日,https://www.fastcompany.com/90575406/90575406/these-lego-like-modular-icu-rooms-are-turning-hospitalparking-lots-into-covid-units.
  5. “模块化医院设计,”Bmarko Structures,2020,https://bmarkostructures.com/modular-hpsitals/
  6. 道奇数据和分析,预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,2020,第4页,https://www.construction.com/toolkit/reports/prefabrication-modular-construction --2020
  7. “常见问题,”模块化建筑研究所,2020年12月2日,https://www.modular.org/htmlpage.aspx?name=faq.
  8. “非现场建设委员会:关于委员会”,国家建筑科学研究所,于2020年12月2日通过,https://www.nibs.org/page/osc.
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  11. 预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,第4页。
  12. 同前
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  14. 预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,第5页。
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  17. 预制和模块化建筑2020智能市场报告,第24和25页。
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  19. 预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,第7页。
  20. 预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,第32页和33页。
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  23. 预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,第6页。
  24. 预制和模块化建设2020 SmartMarket报告,第5页。
  25. 《凝视水晶球》保温展望2020年4月1日//www.comswim.com/io/articles/gazing-into-the-crystal -ball-12/
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  29. 《凝视水晶球》保温展望2020年4月1日//www.comswim.com/io/articles/gazing-into-the-crystal -ball-12/