Сборное производство

Сборка — это практика сборки компонентов конструкции на заводе или другой производственной площадке и транспортировка полных сборок или подузлов на строительную площадку, где должна быть расположена конструкция. Некоторые исследователи называют это «различными материалами, соединенными вместе, чтобы сформировать компонент окончательной процедуры установки».

Наиболее часто цитируемое определение принадлежит Гудьеру и Гиббу в 2007 году, которое описывает процесс производства и предварительной сборки определенного количества строительных компонентов, модулей и элементов перед их отправкой и установкой на строительных площадках. ^[1]

Термин «сборное производство» также применяется к производству других вещей, помимо конструкций, на фиксированной площадке. Его часто используют, когда изготовление секции машины или любой подвижной конструкции переносится с основной производственной площадки в другое место, и секция поставляется в собранном и готовом к установке виде. Обычно он используется не для обозначения электрических или электронных компонентов машины или механических частей, таких как насосы, коробки передач и компрессоры, которые обычно поставляются как отдельные изделия, а для обозначения частей корпуса машины, которые в прошлом изготавливались с использованием вся машина. Сборные части корпуса машины можно называть «узловыми узлами», чтобы отличать их от других компонентов.

Процесс и теория

Пример из домостроения иллюстрирует процесс изготовления сборных конструкций. Обычный метод строительства дома заключается в транспортировке кирпича , древесины , цемента , песка , стали , строительного заполнителя и т. д. на площадку и постройке дома на месте из этих материалов. В сборном строительстве только фундаменты таким способом возводят , а участки стен , перекрытий и крыши изготавливаются (монтируются) на заводе (возможно, с оконными и дверными рамами), транспортируются на площадку, поднимаются на место краном . и скреплены болтами .

Предварительная сборка используется при производстве кораблей , самолетов и всех видов транспортных средств и машин , где секции, ранее собранные на конечном этапе производства, вместо этого собираются в другом месте, прежде чем быть доставлены на окончательную сборку.

Теория, лежащая в основе этого метода, заключается в том, что время и затраты экономятся, если схожие строительные задачи можно сгруппировать, а методы сборочной линии можно использовать при сборке в месте, где имеется квалифицированная рабочая сила, в то время как перегруженность на сборочной площадке, приводящая к потере времени, может быть уменьшено. Этот метод находит применение, в частности, там, где структура состоит из повторяющихся единиц или форм или когда создается множество копий одной и той же базовой структуры. Сборное производство позволяет избежать необходимости транспортировки большого количества квалифицированных рабочих на строительную площадку, а также избежать других ограничивающих условий, таких как отсутствие электроэнергии, нехватка воды, воздействие суровых погодных условий или опасная окружающая среда. С этими преимуществами необходимо сопоставить стоимость транспортировки сборных секций и подъема их на место, поскольку они обычно крупнее, более хрупкие и с ними труднее обращаться, чем материалы и компоненты, из которых они изготовлены.

История

Сборные конструкции использовались с древних времен. Например, утверждается, что самая старая известная в мире спроектированная дорога , Sweet Track, построенная в Англии около 3800 г. до н.э. , использовала сборные деревянные секции, привезенные на место, а не собранные на месте. ^{[ нужна ссылка ]}

Сингальские короли древней Шри-Ланки использовали технологию сборных зданий для возведения гигантских сооружений, история которой насчитывает еще 2000 лет, когда некоторые секции готовились отдельно, а затем соединялись вместе, особенно в Королевстве Анурадхапура и Полоннарува .

После великого лиссабонского землетрясения 1755 года столица Португалии, особенно район Байша , была перестроена с использованием сборных конструкций в беспрецедентных масштабах. Под руководством Себастьяна Жозе де Карвалью э Мело, широко известного как маркиз де Помбал , самого могущественного королевского министра Д. Жозе I , возник новый помбалинский стиль архитектуры и городского планирования, в котором были представлены ранние антисейсмические конструктивные особенности и инновационные методы быстровозводимого строительства, согласно которым большие многоэтажные здания целиком изготавливались за пределами города, перевозились по частям, а затем собирались на месте. Этот процесс, продолжавшийся вплоть до девятнадцатого века, позволил жителям города разместиться в новых безопасных постройках, о которых до землетрясения никто и не слышал.

Также в Португалии город Вила-Реал-де-Санту-Антониу в Алгарве , основанный 30 декабря 1773 года, был быстро возведен за счет массового использования сборных материалов. 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 большое количество сборных домов было импортировано из Соединенного Королевства.

Этот метод широко использовался при строительстве сборных домов в 20 веке, например, в Соединенном Королевстве в качестве временного жилья для тысяч городских семей, «разбомбленных» во время Второй мировой войны . Сборка секций на заводе экономила время на месте, а легкость панелей снижала стоимость фундамента и сборки на месте. Сборные дома, окрашенные в серый цвет бетона и с плоскими крышами, были неутепленными и холодными, а жизнь в сборных домах приобрела определенное клеймо, но некоторые лондонские сборные дома были заселены гораздо дольше, чем предполагалось, 10 лет. ^[2]

Хрустальный дворец , построенный в Лондоне в 1851 году, был ярким примером сборных конструкций из железа и стекла; за ним в меньшем масштабе последовала железнодорожная станция Оксфорд-Рьюли-роуд .

Во время Второй мировой войны сборные грузовые корабли , предназначенные для быстрой замены кораблей, затопленных нацистскими подводными лодками, становились все более распространенными. Самым распространенным из этих кораблей был американский корабль «Либерти» , выпуск которого достиг уровня более 2000 единиц, в среднем по 3 в день.

Текущее использование

Наиболее широко используемой формой сборных конструкций в строительстве является использование сборных бетонных и сборных стальных секций в конструкциях, где определенная часть или форма повторяется много раз. Может быть сложно соорудить опалубку, необходимую для формования бетонных компонентов на месте, а доставка влажного бетона на площадку до того, как он начнет схватываться, требует точного управления временем. Заливка бетонных секций на заводе дает преимущества, заключающиеся в возможности повторного использования форм, а также возможность смешивания бетона на месте без необходимости его транспортировки и перекачки мокрым способом на перегруженной строительной площадке. на месте, Предварительное изготовление стальных профилей снижает затраты на резку и сварку а также связанные с этим опасности.

Сборные конструкции используются при строительстве многоквартирных домов и жилых комплексов с повторяющимися жилыми единицами. Сборные конструкции являются важной частью индустриализации строительства. ^[3] Качество сборных жилых домов возросло до такой степени, что их невозможно отличить от домов, построенных традиционным способом, от домов, которые в них живут. Эту технику также используют в офисных зданиях, складах и заводских зданиях. Сборные стальные и стеклянные профили широко используются для внешней отделки больших зданий.

Отдельностоящие дома, коттеджи, срубы, сауны и т.п. также продаются со сборными элементами. Предварительное изготовление модульных стеновых элементов позволяет изготавливать сложную теплоизоляцию , компоненты оконных рам и т. д. на сборочной линии , что имеет тенденцию повышать качество по сравнению со строительством каждой отдельной стены или рамы на месте. Деревянное строительство, в частности, выигрывает от улучшенного качества. Однако во многих странах традиции часто отдают предпочтение строительству вручную, а имидж сборных домов как «дешевого» метода только замедляет его распространение. Однако текущая практика уже позволяет изменить план этажа в соответствии с требованиями заказчика и выбрать материал покрытия, например, кирпичный фасад по индивидуальному заказу можно обложить даже в том случае, если несущими элементами являются деревянные.

Сегодня сборные конструкции используются в различных отраслях промышленности и строительства, таких как здравоохранение, розничная торговля, гостиничный бизнес, образование и государственное управление, из-за их многочисленных преимуществ и преимуществ по сравнению с традиционным строительством на месте, таких как сокращение времени установки и экономия средств. ^[4] Используется как в одноэтажных зданиях, так и в многоэтажных проектах и сооружениях. Предоставление возможности применения его к конкретной части проекта или ко всему ему.

Эффективность и скорость выполнения этих работ позволяют, например, в случае с образовательным сектором, реализовать проекты без прекращения деятельности образовательных учреждений во время их разработки.

Сборные конструкции экономят время проектирования на строительной площадке в рамках проектов гражданского строительства. Это может иметь жизненно важное значение для успеха таких проектов, как мосты и лавинные галереи , где погодные условия могут позволить осуществлять строительство только на короткие периоды. Сборные элементы и системы мостов предлагают проектировщикам и подрядчикам мостов значительные преимущества с точки зрения времени строительства, безопасности, воздействия на окружающую среду, конструктивности и стоимости. Сборные конструкции также могут помочь минимизировать воздействие строительства мостов на движение транспорта. 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 оттяжками также обычно собираются из сборных элементов.

Предварительная сборка стала широко использоваться при сборке самолетов и космических кораблей , при этом такие компоненты, как крылья и секции фюзеляжа, часто производятся в разных странах или штатах на месте окончательной сборки. Однако иногда это происходит по политическим, а не коммерческим причинам, как, например, в случае с Airbus .

Преимущества

Перемещение частичных сборок с завода часто обходится дешевле, чем перемещение предпроизводственных ресурсов на каждую площадку.
Развертывание ресурсов на месте может увеличить затраты; сборные сборки могут сэкономить затраты за счет сокращения объема работ на месте
Заводские инструменты — приспособления, краны, конвейеры и т. д. — могут сделать производство быстрее и точнее.
Заводские инструменты — вибростолы, гидравлические тестеры и т. д. — могут обеспечить дополнительную гарантию качества.
Согласованная внутренняя среда фабрик устраняет большую часть воздействия погоды на производство.
на месте. Краны и многоразовые заводские опоры позволяют создавать формы и последовательности без дорогостоящих обработок
Более точные заводские инструменты могут способствовать более контролируемому движению тепла и воздуха в здании, что снижает потребление энергии и делает здания более здоровыми.
Заводское производство может способствовать более оптимальному использованию материалов, переработке, улавливанию шума, улавливанию пыли и т. д.
Машинное перемещение деталей и отсутствие ветра и дождя могут повысить безопасность строительства.
Гомогенное производство обеспечивает высокую стандартизацию и контроль качества, обеспечивая требования к качеству с учетом испытаний на производительность и устойчивость, что также способствует высокой масштабируемости строительных проектов. ^[5]
Специфические производственные процессы на промышленных сборочных линиях обеспечивают высокую экологичность, что позволяет сэкономить до 20% общей конечной стоимости, а также значительную экономию косвенных затрат. ^[6]

Недостатки

Транспортные расходы могут быть выше для объемных сборных секций (особенно секций настолько больших, что они представляют собой негабаритные грузы, требующие специальных знаков, транспортных средств сопровождения и временного закрытия дорог), чем для составляющих их материалов, которые часто могут быть упакованы более плотно и с большей вероятностью поместятся на автомобили стандартного размера.
Для установки больших сборных секций могут потребоваться сверхмощные краны, а также точные измерения и манипуляции.

Изготовление на выезде

Производство за пределами площадки — это процесс, включающий предварительное изготовление и предварительную сборку. Процесс включает в себя проектирование и изготовление агрегатов или модулей, обычно удаленных от места проведения работ, и их установку на объекте для формирования постоянного объекта на объекте. В самом полном смысле, производство за пределами объекта требует стратегии проекта, которая изменит ориентацию проектного процесса от строительства к производству и установке. Примерами изготовления за пределами объекта являются стеновые панели для домов, пролеты мостов с деревянными фермами , посты управления аэропортами .

Существует четыре основные категории производства за пределами площадки, которые часто также называют строительством за пределами площадки. Их можно охарактеризовать как системы компонентов (или узлов), панельные системы, объемные системы и модульные системы. Ниже этих категорий развиваются различные отрасли или технологии. На рынке существует огромное количество различных систем, которые попадают в эти категории, и с учетом последних достижений в области цифрового проектирования, таких как информационное моделирование зданий (BIM), задача интеграции этих различных систем в строительный проект становится все более «цифровой». предложение управления.

Рынок сборных строительных конструкций переживает бум. Он растет ускоренными темпами как на более устоявшихся рынках, таких как Северная Америка и Европа, так и в странах с развивающейся экономикой, таких как Азиатско-Тихоокеанский регион (в основном Китай и Индия). В ближайшие годы ожидается значительный рост: рынок сборных модульных строительных конструкций, как ожидается, будет расти со среднегодовым темпом роста (Совокупный годовой темп роста) на уровне 8% в период с 2022 по 2030 год. Ожидается, что к 2030 году он достигнет 271 миллиарда долларов США. ^[7]

См. также

Сборный дом
Сборные здания
Бетонный перпенд
Панелак
Башенный блок
Школа Святого Криспина - пример сборного школьного здания.
Не такой дом , первое сборное здание
Гибкая конструкция
Средне хорошо

Ссылки

^ (2022) Модульная кластеризация экономического развития и атрибутов ESG в исследованиях сборных зданий. Frontiers in Environmental Science, 10. Получено с https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2022.977887.
^ Сарджант, Тони Энтони Дж. (11 ноября 2016 г.) [10 сентября 2016 г.]. « Сборные дома в Южном Лондоне – построены в качестве аварийного жилья сразу после Второй мировой войны и рассчитаны на эксплуатацию всего 10 лет» . Tonyjsargeant.wordpress.com. Архивировано из оригинала 14 октября 2016 года . Проверено 19 июля 2018 г.
^ Гох, Эдвард; Лусмор, Мартин (4 мая 2017 г.). «Воздействие индустриализации на субподрядчиков строительства: взгляд на ресурсы» . Управление строительством и экономика . 35 (5): 288–304. дои : 10.1080/01446193.2016.1253856 . ISSN 0144-6193 .
^ Подробности о рынке модульного строительства. Hydrodiseno.com. 17 августа 2022 г. Проверено 5 января 2023 г.
^ Чжоу, Цзинъян; Ли, Юнхан; Рен, Дандан (ноябрь 2022 г.). «Количественное исследование внешних преимуществ сборных зданий: с точки зрения экономики, окружающей среды и общества» . Устойчивые города и общество . 86 . Бибкод : 2022SusCS..8604132Z . дои : 10.1016/j.scs.2022.104132 .
^ Почему стоит выбрать модульную конструкцию? Hydrodiseno.com. 29 июля 2021 г. Проверено 7 марта 2023 г.
^ По прогнозам, к 2030 году объем рынка модульного строительства достигнет 271 миллиарда долларов США, а среднегодовой темп роста составит 8%: Straits Research. Globenewswire.com. 18 июня 2022 г. Проверено 16 февраля 2023 г.

Источники

«Системы сборных строительных конструкций, принятые в Гонконге» (PDF) . Проверено 20 августа 2013 г.

[1] (2022) Модульная кластеризация экономического развития и атрибутов ESG в исследованиях сборных зданий. Frontiers in Environmental Science, 10. Получено с https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2022.977887.

[Sargeant_2016-2] Сарджант, Тони Энтони Дж. (11 ноября 2016 г.) [10 сентября 2016 г.]. « Сборные дома в Южном Лондоне – построены в качестве аварийного жилья сразу после Второй мировой войны и рассчитаны на эксплуатацию всего 10 лет» . Tonyjsargeant.wordpress.com. Архивировано из оригинала 14 октября 2016 года . Проверено 19 июля 2018 г.

[3] Гох, Эдвард; Лусмор, Мартин (4 мая 2017 г.). «Воздействие индустриализации на субподрядчиков строительства: взгляд на ресурсы» . Управление строительством и экономика . 35 (5): 288–304. дои : 10.1080/01446193.2016.1253856 . ISSN 0144-6193 .

[4] Подробности о рынке модульного строительства. Hydrodiseno.com. 17 августа 2022 г. Проверено 5 января 2023 г.

[5] Чжоу, Цзинъян; Ли, Юнхан; Рен, Дандан (ноябрь 2022 г.). «Количественное исследование внешних преимуществ сборных зданий: с точки зрения экономики, окружающей среды и общества» . Устойчивые города и общество . 86 . Бибкод : 2022SusCS..8604132Z . дои : 10.1016/j.scs.2022.104132 .

[6] Почему стоит выбрать модульную конструкцию? Hydrodiseno.com. 29 июля 2021 г. Проверено 7 марта 2023 г.

[7] По прогнозам, к 2030 году объем рынка модульного строительства достигнет 271 миллиарда долларов США, а среднегодовой темп роста составит 8%: Straits Research. Globenewswire.com. 18 июня 2022 г. Проверено 16 февраля 2023 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]