Сборка — это практика сборки компонентов конструкции на заводе или другом производственном участке и транспортировка готовых узлов или подузлов на строительную площадку, где будет располагаться конструкция. Некоторые исследователи называют это «различными материалами, соединенными вместе для формирования компонента окончательной процедуры установки».
Наиболее часто цитируемое определение принадлежит Гудье и Гиббу, которые в 2007 году описали процесс изготовления и предварительной сборки определенного количества строительных компонентов, модулей и элементов перед их отправкой и установкой на строительных площадках. [1]
Термин prefabrication также применяется к производству вещей, отличных от конструкций на стационарном месте. Он часто используется, когда изготовление секции машины или любой подвижной конструкции переносится с основного производственного участка в другое место, и секция поставляется собранной и готовой к установке. Он обычно не используется для обозначения электрических или электронных компонентов машины или механических деталей, таких как насосы, коробки передач и компрессоры, которые обычно поставляются как отдельные элементы, а для секций корпуса машины, которые в прошлом изготавливались вместе со всей машиной. Готовые детали корпуса машины могут называться «подузлами», чтобы отличать их от других компонентов.
Пример из строительства домов иллюстрирует процесс предварительной сборки. Обычный метод строительства дома заключается в транспортировке кирпичей , древесины , цемента , песка , стали и строительного заполнителя и т. д. на площадку и возведении дома на месте из этих материалов. В сборном строительстве таким образом возводятся только фундаменты , в то время как секции стен , полов и крыши изготавливаются (собираются) на заводе (возможно, вместе с оконными и дверными рамами), транспортируются на площадку, поднимаются на место краном и скрепляются болтами .
Предварительная сборка применяется при производстве кораблей , самолетов и всех видов транспортных средств и машин , при которой секции, предварительно собранные на конечном этапе производства, собираются в другом месте, а затем отправляются на окончательную сборку.
Теория, лежащая в основе метода, заключается в том, что время и затраты экономятся, если можно сгруппировать схожие строительные задачи, а методы сборочной линии можно использовать при предварительном изготовлении в месте, где доступна квалифицированная рабочая сила, в то время как перегруженность на месте сборки, которая отнимает время, может быть уменьшена. Метод находит применение, в частности, там, где конструкция состоит из повторяющихся блоков или форм, или где возводится несколько копий одной и той же базовой конструкции. Предварительное изготовление позволяет избежать необходимости транспортировки большого количества квалифицированных рабочих на строительную площадку, а также других ограничивающих условий, таких как отсутствие электроэнергии, отсутствие воды, воздействие суровых погодных условий или опасной среды. С учетом этих преимуществ необходимо сопоставить стоимость транспортировки предварительно изготовленных секций и их подъема на место, поскольку они обычно больше, более хрупкие и более сложные в обращении, чем материалы и компоненты, из которых они сделаны.
Сборные конструкции использовались с древних времен. Например, утверждается, что старейшая в мире известная инженерная дорога , Sweet Track, построенная в Англии около 3800 г. до н. э. , использовала сборные деревянные секции, привезенные на место, а не собранные на месте. [ необходима цитата ]
Сингальские короли древней Шри-Ланки использовали технологию сборных зданий для возведения гигантских сооружений, которая существует уже 2000 лет. При этом некоторые секции изготавливались отдельно, а затем собирались вместе, особенно в королевствах Анурадхапура и Полоннарува .
После великого лиссабонского землетрясения 1755 года португальская столица, особенно район Байша , была перестроена с использованием сборных конструкций в беспрецедентных масштабах. Под руководством Себастьяна Жозе де Карвалью и Мелу, широко известного как маркиз де Помбал , самого могущественного королевского министра Д. Жозе I , возник новый помбалианский стиль архитектуры и городского планирования, который ввел ранние антисейсмические особенности проектирования и инновационные сборные методы строительства, согласно которым большие многоэтажные здания полностью изготавливались за пределами города, перевозились по частям и затем собирались на месте. Процесс, который продолжался до девятнадцатого века, разместил жителей города в безопасных новых строениях, неслыханных до землетрясения.
Также в Португалии, город Вила-Реал-ди-Санту-Антониу в Алгарви , основанный 30 декабря 1773 года, был быстро возведен с использованием сборных материалов в массовом порядке. Первый из сборных камней был заложен в марте 1774 года. К 13 мая 1776 года центр города был закончен и официально открыт.
В 19 веке в Австралию из Соединенного Королевства было импортировано большое количество сборных домов.
Этот метод широко использовался при строительстве сборных домов в 20 веке, например, в Великобритании в качестве временного жилья для тысяч городских семей, «разбомбленных» во время Второй мировой войны . Сборка секций на заводах экономила время на месте, а легкость панелей снижала стоимость фундамента и сборки на месте. Сборные дома из окрашенного серого бетона с плоскими крышами были неизолированными и холодными, а жизнь в сборном доме приобрела определенную стигму, но некоторые сборные дома в Лондоне были заняты гораздо дольше, чем прогнозируемые 10 лет. [2]
Хрустальный дворец , возведенный в Лондоне в 1851 году, был ярким примером сборного строительства из железа и стекла; за ним последовала железнодорожная станция Оксфорд-Рьюли-роуд, но в меньших масштабах .
Во время Второй мировой войны сборные грузовые суда , предназначенные для быстрой замены кораблей, потопленных нацистскими подводными лодками, стали все более распространенными. Самым распространенным из этих судов был американский корабль Liberty , производство которого достигло более 2000 единиц, в среднем 3 в день.
Наиболее широко используемой формой предварительной сборки в строительстве и гражданском строительстве является использование сборного бетона и сборных стальных секций в конструкциях, где определенная часть или форма повторяется много раз. Может быть сложно построить опалубку, необходимую для формования бетонных компонентов на месте, а доставка влажного бетона на место до того, как он начнет схватываться, требует точного управления временем. Заливка бетонных секций на заводе дает преимущества, заключающиеся в возможности повторного использования форм, и бетон можно смешивать на месте без необходимости его транспортировки и перекачивания в мокром виде на перегруженную строительную площадку. Сборка стальных секций снижает расходы на резку и сварку на месте, а также связанные с этим опасности.
Методы заводского изготовления используются при строительстве многоквартирных домов и жилых комплексов с повторяющимися жилыми единицами. Заводское изготовление является неотъемлемой частью индустриализации строительства. [3] Качество сборных жилых единиц возросло до такой степени, что их невозможно отличить от традиционно построенных единиц для тех, кто в них живет. Этот метод также используется в офисных зданиях, складах и заводских зданиях. Сборные стальные и стеклянные секции широко используются для внешней отделки больших зданий.
Отдельно стоящие дома, коттеджи, бревенчатые дома, сауны и т. д. также продаются с готовыми элементами. Изготовление модульных стеновых элементов позволяет производить сложную теплоизоляцию , компоненты оконных рам и т. д. на сборочной линии , что, как правило, повышает качество по сравнению со строительством каждой отдельной стены или рамы на месте. Деревянное строительство в частности выигрывает от улучшенного качества. Однако традиция часто благоприятствует строительству вручную во многих странах, и образ сборного дома как «дешевого» метода только замедляет его принятие. Однако текущая практика уже позволяет изменять план этажа в соответствии с требованиями заказчика и выбирать отделочный материал, например, индивидуальный кирпичный фасад может быть облицован, даже если несущие элементы выполнены из древесины.
Сегодня сборные конструкции используются в различных отраслях промышленности и строительства, таких как здравоохранение, розничная торговля, гостиничный бизнес, образование и государственное управление, благодаря многочисленным преимуществам и выгодам по сравнению с традиционным строительством на месте, таким как сокращение времени монтажа и экономия средств. [4] Использование в одноэтажных зданиях, а также в многоэтажных проектах и конструкциях. Предоставление возможности применения его к определенной части проекта или ко всему проекту.
Эффективность и скорость выполнения этих работ позволяют, например, в случае образовательного сектора реализовывать проекты без остановки деятельности образовательных учреждений на время их развития.
Сборка конструкций экономит время инженеров на строительной площадке в проектах гражданского строительства. Это может быть жизненно важно для успеха таких проектов, как мосты и противолавинные галереи , где погодные условия могут позволить только короткие периоды строительства. Сборные элементы и системы мостов предлагают проектировщикам мостов и подрядчикам значительные преимущества с точки зрения времени строительства, безопасности, воздействия на окружающую среду, конструктивности и стоимости. Сборка конструкций также может помочь минимизировать влияние строительства мостов на движение. Кроме того, небольшие, часто используемые конструкции, такие как бетонные пилоны , в большинстве случаев изготавливаются заранее.
Радиовышки для мобильной связи и других служб часто состоят из нескольких сборных секций. Современные решетчатые башни и мачты с растяжками также обычно собираются из сборных элементов.
Сборка сборных конструкций стала широко использоваться при сборке самолетов и космических аппаратов , при этом такие компоненты, как крылья и секции фюзеляжа, часто производятся в разных странах или штатах с места окончательной сборки. Однако иногда это происходит по политическим, а не коммерческим причинам, как, например, для Airbus .
Изготовление вне площадки — это процесс, включающий предварительное изготовление и предварительную сборку. Процесс включает проектирование и изготовление узлов или модулей, обычно удаленных от рабочей площадки, и установку на площадке для формирования постоянных работ на площадке. В самом полном смысле изготовление вне площадки требует стратегии проекта, которая изменит ориентацию процесса проекта со строительства на производство и на установку. Примерами изготовления вне площадки являются стеновые панели для домов, деревянные ферменные пролеты мостов , пункты управления аэропортов .
Существует четыре основные категории производства вне строительной площадки, которое часто также называют строительством вне строительной площадки. Их можно описать как системы компонентов (или подсборок), панельные системы, объемные системы и модульные системы. Ниже этих категорий разрабатываются различные ветви или технологии. На рынке имеется огромное количество различных систем, которые попадают в эти категории, и с последними достижениями в области цифрового проектирования, такими как информационное моделирование зданий (BIM), задача интеграции этих различных систем в строительный проект все больше становится «цифровым» управленческим предложением.
Рынок сборных конструкций процветает. Он растет ускоренными темпами как на более устоявшихся рынках, таких как Северная Америка и Европа, так и в развивающихся экономиках, таких как Азиатско-Тихоокеанский регион (в основном Китай и Индия). Значительный рост ожидается в ближайшие годы, при этом ожидается, что рынок сборных модульных конструкций будет расти с CAGR (среднегодовой темп роста) в 8% в период с 2022 по 2030 год. Ожидается, что к 2030 году он достигнет 271 млрд долларов США. [7]
«Системы строительства сборных зданий приняты в Гонконге» (PDF) . Получено 20 августа 2013 г.