テクノロジーがモジュール構造をどのように進歩させるか

アンディ・ブラウンとエヴァ・カランザ 2023 年 6 月 9 日

建築、エンジニアリング、建設 (AEC) セクターは、環境、社会、ガバナンス (ESG) 基準の点で他の業界に遅れをとっています。 世界のエネルギー消費量の 3 分の 1 を担っており、この部門の大きな環境負荷の一部は、廃棄物が多くエネルギーを大量に消費するサプライチェーンに起因しています。

建設労働者は危険な状況にさらされており、非常に複雑なワークフローによる頻繁なコストの増加と遅延が業界を悩ませ続けており、住宅の手頃な価格に影響を与えています。

モジュール構造 – 工場で建築部品を製造し、現場で組み立てる – は、このセクターの ESG 課題に対処する 1 つのアプローチです。 プレハブ式モジュールユニットは、壁、複雑な機械、電気、配管 (MEP) アセンブリなどのフラットパックコンポーネントから、完全に組み立てられたバスルームなどの 3 次元建築セクションまで多岐にわたります。

オフサイト建設の慣行は 1900 年代初頭から存在していましたが、最近までニッチなアプローチにとどまっていました。 デジタル技術の進歩により、オフサイト建設の従来の欠点の一部が失われつつあるため、この状況は変わりつつあります。 最先端のデジタル ツールにより、複雑な計画が可能になり、モジュール設計、ワークフロー、配送物流の最適化に役立ちます。 オフサイト建設は現在、従来のオンサイト工法に関連するさまざまな差し迫った社会的および環境的課題に対する解決策を提供しています。

現在、建設資材の推定 25% が埋め立て地に捨てられています。 プレハブ加工は、材料の使用を最適化し、端材の再利用またはリサイクルを可能にすることで、廃棄物の削減に役立ちます。 プレハブコンポーネントは管理された湿気のない環境で製造されるため、木材などの一部のコンポーネントには持続可能な材料を使用することが容易です。 建物の大部分をオフサイトで建設するということは、建設管理者が現場に輸送する資材が少なくて済むことを意味し、その結果、排出量が減少します。 現場での建設廃棄物が減れば、廃棄物撤去トラックからの排出量も減ります。

さらに、管理された工場環境により人的ミスの可能性が減り、ワークフローが最適化されます。 天候の遅れによって工場内の建設が遅れることはなく、モジュールユニットの組み立て中に現場で基礎工事を行うことができます。 環境の観点から見ると、これらの最適化にはいくつかの利点があります。建設に費やす時間が短縮されると、必然的に車両からの二酸化炭素排出量が減り、建設現場での冷暖房の必要性が減ります。 事前に組み立てられた建物ユニットを持ち込むことで、現場での騒音や粉塵汚染を最小限に抑えます。

プレハブ建築ユニットは、ライフサイクルの終わりに、取り壊すことなく解体できます。 標準的なサイジングのおかげで、分解されたモジュラーユニットは他のサイトで再利用される可能性が高くなります。 全体として、欧州プログラムユーロハウスは、モジュール式建設により、掘削によって利用および生産される材料の量が 50% 削減され、現場作業中に発生する廃棄物が最大 80% 削減されると推定しています。

建設業界は、不十分な安全記録に悩まされてきたことで有名です。 プレハブ工法は、建設プロセスの一部を管理された工場環境に移行し、建設現場で費やす時間を最小限に抑えることにより、多くの一般的な職場事故の可能性を減らします。 したがって、工場ベースの建設は、建設労働者にとってより安全で快適な労働条件を提供します。 一方、工場は労働力のいる場所に設置できるため、人材不足に悩まされている業界では極めて大きな利点となります。

プレハブ化は労働者の幸福度の向上に加えて、さらなる社会的利益ももたらします。 建設業界は、手頃な価格の住宅に対する緊急のニーズの増大に直面しており、プレハブはこの需要を満たすのに役立ちます。 プレハブ部品は迅速かつ効率的に製造できるため、従来の方法よりも短い時間と低コストで、高品質で手頃な価格の住宅ユニットを建設することができます。

学校や病院など、大規模に構築できる地域社会に役立つインフラストラクチャにも同じことが当てはまります。 たとえば、新型コロナウイルスの緊急事態下では、モジュール式建設により、中国は数週間以内に新しい病院を設立することができた。 そして、オフサイト建設には依然としてコストと時間を大幅に節約できる可能性があり、急速に進化するデジタル技術がそれに対処しようとしています。

マッキンゼー・アンド・カンパニーは、デジタル化と自動化が建設業界を急速に変革すると予想しており、その中でプレハブが重要な役割を果たすことになります。v 今日のプロジェクトベースのアプローチは、より製品ベースのアプローチに移行しつつあり、建設現場はますます建設現場へと変わりつつあります。事前に設計された部品。

プロジェクト参加者全員を常に最新の状態に保つ必要があるため、ビルディング インフォメーション モデリング (BIM) と最新のデータ共有ソリューションの需要が増加しています。 現在の業界ソリューションは、建設プロジェクトのすべての段階でさまざまな関係者がデータにアクセスできるようにすることで、これまでサイロ化されていた関係者を結び付けます。 オフィスと現場をあらゆる段階で結び、建物の設計と建設を最適化するために作られたプラットフォームは特に重要です。

統合ソリューションのスタックにより、顧客はほぼリアルタイムのステータスと地理的位置に基づいてプロジェクトの複雑さを監視できるようになります。 建設業界専用に構築されたこれらのソリューションは、マテリアル コーディネーター、労働力プランナー、建設管理チームが効果的に活動を計画し、スケジュールをサポートするための使いやすいインターフェイスを提供します。

厳しい建築スケジュールと労働力不足により、必然的にプレハブ工法の採用が進んでいます。 BIM に焦点を当てた現実分析プラットフォームは、これらの問題点に効果的に対処するために登場しました。 自動化されたワークフロー ツールを使用すると、チームは間違いを検出して修正し、コストのかかるやり直し作業を削減し、クリティカル パスの遅延を防ぎ、プロジェクトの進捗状況を正確かつ透明性のある財務上の可視化することができます。

リアリティ キャプチャ テクノロジーにより、正確なレイアウトと測定が可能になります。 たとえば、Künzli Holz AG は、チューリッヒのレングにある新しい小児病院の建設に Leica iCON ソリューションを使用しました。 新しい病院は、プレハブ木造フレーム要素を備えたハイブリッドコンクリート構造です。 ロボット トータル ステーションにより、プレハブ要素を比類のない精度で配置できるため、Künzli Holz AG は、異なる材料で作られたコンポーネントを組み合わせることによる構造的および建築上の利点を最大化することができます。

トータル ステーションにより、オフサイト コンポーネントのより洗練された柔軟なシステムの作成と、オフサイト コンポーネントの従来のビルドへの統合が可能になります。 したがって、この技術は、モジュール構造の大きな「イメージ問題」に対処するのに役立ちます。モジュール構造は、多くの場合、カスタマイズがほとんどできない退屈な建築設計に関連付けられている方法です。 さらに、ソフトウェア モデリングとシミュレーションにより、設計者は建物の設計を微調整し、プレハブを最適化できるため、建設のスピードアップと無駄の削減に役立ちます。

モジュール構造とデジタル化は、AEC 部門をよりクリーンで、よりスリムで、より環境に優しいものにするために密接に連携します。 資源の減少と労働力不足に直面して急増する建築ニーズに応えるという、ほぼ不可能に近い課題に見えるかもしれませんが、環境、社会、収益に利益をもたらす建設手法を再考する有望な機会に変わる可能性があります。

Eva Carranza は、Hexagon の ESG およびサステナビリティ グローバル ディレクターです。