建筑、工程和施工 （AEC） 行業(yè)在環(huán)境、社會和治理 （ESG） 標(biāo)準(zhǔn)方面落后于其他行業(yè)。該行業(yè)占全球能源消耗的三分之一，其巨大的環(huán)境足跡部分源于其廢物繁重和能源密集型供應(yīng)鏈。

由于高度復(fù)雜的工作流程繼續(xù)困擾著該行業(yè)并影響住房負擔(dān)能力，建筑工人面臨危險情況，以及頻繁的成本增加和延誤。

模塊化結(jié)構(gòu)——在工廠制造建筑部件并在現(xiàn)場組裝——是應(yīng)對該行業(yè) ESG 挑戰(zhàn)的一種方法。預(yù)制模塊化單元的范圍可以從扁平包裝組件（如墻壁、復(fù)雜的機械、電氣和管道 （MEP） 組件）到三維建筑部分（如完全建成的浴室）。

自 1900 年代初以來，場外施工的做法就已經(jīng)存在，但直到最近，它仍然是一種利基方法。隨著數(shù)字技術(shù)的進步已經(jīng)侵蝕了場外施工的一些傳統(tǒng)缺點，這種情況正在發(fā)生變化。先進的數(shù)字工具支持復(fù)雜的規(guī)劃，并有助于優(yōu)化模塊設(shè)計、工作流程和交付物流。現(xiàn)在，場外施工為與傳統(tǒng)現(xiàn)場方法相關(guān)的一系列緊迫的社會和環(huán)境挑戰(zhàn)提供了解決方案。

預(yù)制可以減少建筑對環(huán)境的影響

目前，估計有25%的建筑材料最終進入垃圾填埋場。預(yù)制通過優(yōu)化材料使用和實現(xiàn)邊角料的再利用或回收來幫助減少浪費。由于預(yù)制組件是在受控、無濕氣的環(huán)境中制造的，因此更容易為某些組件（例如木材）使用可持續(xù)材料。在場外建造建筑物的大部分意味著施工經(jīng)理需要將更少的材料運輸?shù)浆F(xiàn)場，從而減少排放。更少的現(xiàn)場建筑垃圾也意味著更少的垃圾清運卡車的排放。

此外，受控的工廠環(huán)境減少了人為錯誤的可能性，并優(yōu)化了工作流程。天氣延誤不會影響工廠內(nèi)施工，在組裝模塊化單元的同時，可以進行現(xiàn)場基礎(chǔ)工作。從環(huán)境的角度來看，這些優(yōu)化帶來了幾個優(yōu)勢：更少的施工時間不可避免地意味著更少的車輛碳排放，以及更少的建筑工地的供暖或制冷需求。引入預(yù)組裝的建筑單元可最大限度地減少現(xiàn)場的噪音和灰塵污染。

在其生命周期結(jié)束時，預(yù)制建筑單元可以在不拆除的情況下拆卸。由于標(biāo)準(zhǔn)尺寸，解構(gòu)的模塊化單元更有可能在其他站點重復(fù)使用。總而言之，歐洲計劃EuroHouse估計，模塊化結(jié)構(gòu)可將挖掘所利用和生產(chǎn)的材料數(shù)量減少50%，并在現(xiàn)場施工期間減少80%的廢物。

眾所周知，建筑業(yè)一直與糟糕的安全記錄作斗爭。通過將部分施工過程轉(zhuǎn)移到受控的工廠環(huán)境中，并最大限度地減少在施工現(xiàn)場花費的時間，預(yù)制減少了許多常見工作場所事故的可能性。因此，以工廠為基礎(chǔ)的建筑為建筑工人提供了更安全、更舒適的工作條件。與此同時，工廠可以建立在勞動力所在的地方——這在一個飽受人才短缺困擾的行業(yè)中是一個關(guān)鍵優(yōu)勢。

預(yù)制的成本節(jié)約和社會效益

除了改善工人的福祉外，預(yù)制還提供了額外的社會效益。建筑業(yè)正面臨著對經(jīng)濟適用房日益增長的迫切需求，而預(yù)制可以幫助滿足這一需求。由于預(yù)制構(gòu)件可以快速有效地制造，因此與傳統(tǒng)方法相比，可以在更短的時間內(nèi)以更低的成本建造高質(zhì)量、負擔(dān)得起的住房單元。

這同樣適用于可以大規(guī)模建設(shè)的社區(qū)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，例如學(xué)校和醫(yī)院。例如，在新冠疫情期間，模塊化建筑使中國能夠在幾周內(nèi)建立新醫(yī)院。場外施工仍然具有巨大的成本和時間節(jié)約潛力，快速發(fā)展的數(shù)字技術(shù)正準(zhǔn)備解決這一問題。

麥肯錫公司預(yù)計數(shù)字化和自動化將迅速改變建筑行業(yè)，其中預(yù)制將發(fā)揮重要作用。

讓所有項目參與者了解最新信息的需求增加了對建筑信息模型 （BIM） 和現(xiàn)代數(shù)據(jù)共享解決方案的需求。當(dāng)前的行業(yè)解決方案通過使建設(shè)項目各個階段的不同利益相關(guān)者都能訪問數(shù)據(jù)，將以前孤立的參與者聯(lián)系起來。通過連接辦公室和現(xiàn)場的每一步來優(yōu)化建筑設(shè)計和施工的平臺尤為重要。

建筑業(yè)對數(shù)字化解決方案的需求

集成解決方案的堆棧使客戶能夠根據(jù)近乎實時的狀態(tài)和地理位置監(jiān)控其項目的復(fù)雜性。這些解決方案專為建筑行業(yè)打造，為材料協(xié)調(diào)員、勞動力規(guī)劃師和施工管理團隊提供了一個易于使用的界面，以有效地規(guī)劃活動并支持進度。

緊張的施工時間表和勞動力短缺正在推動采用預(yù)制方法。以BIM為重點的現(xiàn)實分析平臺已經(jīng)出現(xiàn)，可以有效地解決這些痛點。自動化工作流工具使團隊能夠檢測和修復(fù)錯誤，減少代價高昂的返工，防止關(guān)鍵路徑延遲，并獲得對項目進度的準(zhǔn)確、透明的財務(wù)可見性。

現(xiàn)實捕捉技術(shù)可實現(xiàn)精確的布局和測量。例如，Künzli Holz AG 在蘇黎世 Lengg 的一家新兒童醫(yī)院的建設(shè)中使用了徠卡 iCON 解決方案。新醫(yī)院采用預(yù)制木框架構(gòu)件的混合混凝土結(jié)構(gòu)。機器人全站儀能夠以無與倫比的精度放置預(yù)制構(gòu)件，使 Künzli Holz AG 能夠最大限度地發(fā)揮組合不同材料組件的結(jié)構(gòu)和建筑優(yōu)勢。

全站儀可以創(chuàng)建更復(fù)雜、更靈活的場外組件系統(tǒng)，并將場外組件集成到傳統(tǒng)建筑中。因此，該技術(shù)有助于解決模塊化建筑的一個主要“形象問題”，這種方法通常與無聊的建筑設(shè)計有關(guān)，幾乎不允許定制。此外，軟件建模和仿真使設(shè)計師能夠微調(diào)建筑設(shè)計并優(yōu)化預(yù)制，這有助于加快施工速度并減少浪費。

模塊化建筑和數(shù)字化將齊頭并進，使AEC行業(yè)更清潔、更精簡、更環(huán)保。在資源減少和勞動力短缺的情況下，滿足飆升的建筑需求，這似乎是一個幾乎不可能完成的挑戰(zhàn)，但可以變成重新構(gòu)想建筑實踐的有希望的機會，以造福環(huán)境、社會和底線。

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