Prefabrykacja

Nie mylić z przedprodukcją .
W przypadku innych zastosowań zobacz Prefabrykacja (ujednoznacznienie) .

Prefabrykacja to praktyka polegająca na montażu elementów konstrukcji w fabryce lub innym miejscu produkcyjnym oraz transporcie kompletnych zespołów lub podzespołów na plac budowy , gdzie ma zostać zlokalizowana konstrukcja. Termin ten służy do odróżnienia tego procesu od bardziej konwencjonalnej praktyki budowlanej polegającej na transporcie podstawowych materiałów na plac budowy, gdzie przeprowadzany jest cały montaż.

Termin prefabrykacja odnosi się również do wytwarzania rzeczy innych niż konstrukcje w ustalonym miejscu. Jest często stosowany, gdy produkcja sekcji maszyny lub dowolnej konstrukcji ruchomej jest przenoszona z głównego zakładu produkcyjnego do innego miejsca, a sekcja jest dostarczana zmontowana i gotowa do montażu. Zwykle nie jest ono używane w odniesieniu do elektrycznych lub elektronicznych elementów maszyny lub części mechanicznych, takich jak pompy, skrzynie biegów i sprężarki, które są zwykle dostarczane jako oddzielne elementy, ale do części korpusu maszyny, które w przeszłości były wytwarzane z całą maszynę. Prefabrykowane części korpusu maszyny można nazwać „podzespołami”, aby odróżnić je od innych elementów.

Proces i teoria

Przykład z budowy domu ilustruje proces prefabrykacji. Konwencjonalna metoda budowy domu polega na transporcie cegieł , drewna , cementu , piasku , stali , kruszywa budowlanego itp. na plac budowy i zbudowaniu domu na miejscu z tych materiałów. W budownictwie prefabrykowanym w ten sposób budowane są jedynie fundamenty , natomiast fragmenty ścian , stropów i dachu są prefabrykowane (montowane) w fabryce (ewentualnie z ramami okien i drzwi), transportowane na miejsce, podnoszone na miejsce za pomocą dźwigu i skręcane ze sobą.

Prefabrykację stosuje się w produkcji statków , samolotów oraz wszelkiego rodzaju pojazdów i maszyn , gdzie sekcje wcześniej zmontowane w końcowym punkcie produkcji są zamiast tego montowane gdzie indziej, przed dostarczeniem do montażu końcowego.

Teoria tej metody głosi, że można zaoszczędzić czas i koszty, jeśli można pogrupować podobne zadania budowlane i linię montażową Techniki te można zastosować w prefabrykacji w miejscu, w którym dostępna jest wykwalifikowana siła robocza, a jednocześnie można zmniejszyć zatory w miejscu montażu, powodujące stratę czasu. Metoda ta znajduje zastosowanie szczególnie tam, gdzie konstrukcja składa się z powtarzających się jednostek lub form, lub gdy buduje się wiele kopii tej samej podstawowej konstrukcji. Prefabrykacja pozwala uniknąć konieczności transportu tak dużej liczby wykwalifikowanych pracowników na plac budowy i uniknąć innych ograniczających warunków, takich jak brak prądu, brak wody, narażenie na trudne warunki pogodowe lub niebezpieczne środowisko. Do tych zalet należy porównać koszt transportu prefabrykowanych sekcji i podnoszenia ich na miejsce, ponieważ zazwyczaj będą one większe, bardziej kruche i trudniejsze w obsłudze niż materiały i komponenty, z których są wykonane.

Historia

„Loren” Żelazny Dom w Old Gippstown w Moe w Australii

Prefabrykację stosowano już w starożytności. Na przykład twierdzi się, że w najstarszej znanej na świecie jezdni inżynieryjnej , Sweet Track, zbudowanej w Anglii około 3800 roku p.n.e. , wykorzystano prefabrykowane elementy drewniane przywiezione na miejsce, a nie zmontowane na miejscu. [ potrzebne źródło ]

Syngalscy królowie starożytnej Sri Lanki stosowali technologię budynków prefabrykowanych do wznoszenia gigantycznych konstrukcji, których początki sięgają 2000 lat, gdzie niektóre sekcje były przygotowywane oddzielnie, a następnie łączone ze sobą, szczególnie w Królestwie Anuradhapura i Polonnaruwa .

Po wielkim trzęsieniu ziemi w Lizbonie w 1755 roku stolicę Portugalii, a zwłaszcza dzielnicę Baixa , odbudowano, stosując prefabrykację na niespotykaną dotychczas skalę. Pod kierunkiem Sebastião José de Carvalho e Melo, popularnie znanego jako markiz de Pombal , najpotężniejszego królewskiego ministra D. Jose I , powstał nowy Pombaline styl architektury i urbanistyki, który wprowadził wczesne antysejsmiczne cechy konstrukcyjne i innowacyjne metody budownictwa prefabrykowanego, zgodnie z którymi duże wielokondygnacyjne budynki były w całości produkowane poza miastem, transportowane w kawałkach, a następnie montowane na miejscu. Proces ten, trwający do XIX wieku, umieścił mieszkańców miasta w nowych, bezpiecznych strukturach, o których nie słyszano przed trzęsieniem ziemi.

Również w Portugalii miasto Vila Real de Santo António w Algarve , założone 30 grudnia 1773 roku, zostało szybko wzniesione dzięki masowemu wykorzystaniu materiałów prefabrykowanych. Pierwszy z prefabrykowanych kamieni położono w marcu 1774 r. Do 13 maja 1776 r. centrum miasta zostało ukończone i oficjalnie otwarte.

W XIX-wiecznej Australii z Wielkiej Brytanii sprowadzono dużą liczbę domów prefabrykowanych.

Metoda ta była szeroko stosowana przy budowie domów z prefabrykatów w XX wieku, na przykład w Wielkiej Brytanii jako tymczasowe mieszkania dla tysięcy rodzin miejskich „zbombardowanych” podczas II wojny światowej . Montaż sekcji w fabrykach pozwolił zaoszczędzić czas na budowie, a lekkość paneli zmniejszyła koszty fundamentów i montażu na miejscu. Domy z prefabrykatów, pomalowane na szaro, betonowo i z płaskimi dachami, były nieizolowane i zimne, a życie w prefabrykatach nabrało pewnego piętna, ale niektóre londyńskie prefabrykaty były zamieszkane znacznie dłużej niż przewidywane 10 lat.

Pałac Kryształowy , wzniesiony w Londynie w 1851 roku, był bardzo widocznym przykładem prefabrykowanej konstrukcji z żelaza i szkła; po nim, na mniejszą skalę, pojawiła się stacja kolejowa Oxford Rewley Road .

Podczas II wojny światowej coraz powszechniejsze stały się prefabrykowane statki towarowe , zaprojektowane w celu szybkiego zastąpienia statków zatopionych przez nazistowskie U-Booty . Najbardziej wszechobecnym z tych statków był statek American Liberty , który osiągnął produkcję ponad 2000 jednostek, średnio 3 dziennie.

Aktualne zastosowania

Dom budowany z prefabrykowanych płyt betonowych.

Najpowszechniej stosowaną formą prefabrykacji w budownictwie i inżynierii lądowej i wodnej jest zastosowanie prefabrykatów betonowych i prefabrykowanych kształtowników stalowych w konstrukcjach, w których dana część lub forma powtarza się wielokrotnie. Skonstruowanie szalunku wymaganego do formowania może być trudne elementów betonowych na budowie, a dostarczenie mokrego betonu na plac budowy, zanim zacznie wiązać, wymaga precyzyjnego zarządzania czasem. Wylewanie sekcji betonowych w fabryce ma tę zaletę, że można ponownie wykorzystać formy, a beton można mieszać na miejscu bez konieczności transportu i pompowania na mokro na zatłoczonym placu budowy. spawania na miejscu, a także związane z tym ryzyko.

Techniki prefabrykacji stosowane są przy budowie bloków mieszkalnych oraz osiedli z powtarzalnymi modułami mieszkaniowymi. Prefabrykacja jest istotną częścią industrializacji budownictwa. Jakość prefabrykowanych mieszkań wzrosła do tego stopnia, że ​​nie da się ich odróżnić od tradycyjnie budowanych mieszkań od tych, które w nich mieszkają. Technikę tę stosuje się także w biurowcach, magazynach i budynkach fabrycznych. Prefabrykowane sekcje stalowe i szklane są szeroko stosowane na zewnątrz dużych budynków.

Domy jednorodzinne, domki letniskowe, chaty z bali, sauny itp. sprzedawane są również z elementami prefabrykowanymi. Prefabrykacja modułowych elementów ściennych umożliwia budowę skomplikowanych izolacji termicznych , elementów stolarki okiennej itp. na linii montażowej , co zwykle poprawia jakość w porównaniu z budową każdej pojedynczej ściany lub ramy na miejscu. W szczególności konstrukcje drewniane zyskują na lepszej jakości. Jednak w wielu krajach tradycja często sprzyja budowaniu ręcznemu, a wizerunek prefabrykatów jako metody „taniej” tylko spowalnia jej przyjęcie. Jednak obecna praktyka pozwala już na modyfikację planu piętra zgodnie z wymaganiami klienta i wybór materiału nawierzchniowego, np. spersonalizowana elewacja z cegły może być murowana, nawet jeśli elementy nośne są drewniane.

Transport prefabrykowanych zespołów skrzydeł Airbusa

Prefabrykacja oszczędza czas inżynierii na placu budowy w projektach inżynierii lądowej. Może to mieć kluczowe znaczenie dla powodzenia projektów takich jak mosty i chodniki lawinowe , w których warunki pogodowe pozwalają jedynie na krótkie okresy budowy. Prefabrykowane elementy i systemy mostów oferują projektantom i wykonawcom mostów znaczne korzyści pod względem czasu budowy, bezpieczeństwa, wpływu na środowisko, wykonalności i kosztów. Prefabrykacja może również pomóc zminimalizować wpływ budowy mostu na ruch. Ponadto małe, powszechnie stosowane konstrukcje, takie jak słupy betonowe , są w większości przypadków prefabrykowane.

Maszty radiowe do telefonii komórkowej i innych usług często składają się z wielu prefabrykowanych sekcji. Nowoczesne wieże kratowe i maszty z odciągami są również powszechnie montowane z elementów prefabrykowanych.

Prefabrykacja stała się szeroko stosowana w montażu samolotów i statków kosmicznych , a komponenty takie jak skrzydła i sekcje kadłuba są często produkowane w różnych krajach lub stanach z miejsca montażu końcowego. Czasami jednak dzieje się tak ze względów politycznych, a nie komercyjnych, na przykład w przypadku Airbusa .

Zalety

  • Przeniesienie częściowych zespołów z fabryki często kosztuje mniej niż przeniesienie zasobów przedprodukcyjnych do każdej lokalizacji
  • Wdrożenie zasobów na miejscu może zwiększyć koszty; prefabrykacja zespołów może obniżyć koszty, ograniczając pracę na miejscu
  • Narzędzia fabryczne - przyrządy, dźwigi, przenośniki itp. - mogą sprawić, że produkcja będzie szybsza i bardziej precyzyjna
  • Narzędzia fabryczne – stoły wytrząsające, testery hydrauliczne itp. – mogą zapewnić dodatkową gwarancję jakości
  • Spójne warunki wewnętrzne fabryk eliminują większość wpływu pogody na produkcję
  • Dźwigi i podpory fabryczne wielokrotnego użytku umożliwiają tworzenie kształtów i sekwencji bez kosztownych szalunków na miejscu
  • Bardziej precyzyjne narzędzia fabryczne mogą pomóc w bardziej kontrolowanym przepływie ciepła i powietrza w budynku, co pozwala na mniejsze zużycie energii i zdrowsze budynki
  • Produkcja fabryczna może ułatwić bardziej optymalne wykorzystanie materiałów, recykling, wychwytywanie hałasu, wychwytywanie kurzu itp.
  • Ruch części za pośrednictwem maszyn oraz brak wiatru i deszczu mogą poprawić bezpieczeństwo konstrukcji

Niedogodności

  • Koszty transportu mogą być wyższe w przypadku obszernych prefabrykowanych sekcji (zwłaszcza sekcji tak dużych, że stanowią ładunki ponadgabarytowe wymagające specjalnego oznakowania, pojazdów eskortujących i tymczasowych zamknięć dróg) niż w przypadku materiałów składowych, które często mogą być upakowane gęściej i z większym prawdopodobieństwem zmieszczą się do pojazdów o standardowych rozmiarach.
  • Duże prefabrykowane sekcje mogą wymagać użycia ciężkich dźwigów oraz precyzyjnych pomiarów i obsługi w celu umieszczenia ich na miejscu.

Produkcja poza terenem zakładu

Produkcja poza miejscem budowy to proces obejmujący prefabrykację i wstępny montaż. Proces ten obejmuje projektowanie i produkcję jednostek lub modułów, zwykle oddalonych od miejsca pracy, oraz instalację na miejscu w celu utworzenia stałych obiektów na miejscu. W najpełniejszym sensie produkcja poza miejscem budowy wymaga strategii projektu, która zmieni orientację procesu projektowego z budowy, przez produkcję , aż po instalację. Przykładami produkcji poza miejscem budowy są panele ścienne do domów, drewniane mostów kratowych , stacje kontroli na lotniskach .

Istnieją cztery główne kategorie produkcji poza terenem budowy, często określanej także mianem budowy poza terenem budowy. Można je opisać jako systemy komponentów (lub podzespołów), systemy panelowe, systemy wolumetryczne i systemy modułowe. Poniżej tych kategorii rozwijane są różne gałęzie lub technologie. Na rynku dostępna jest ogromna liczba różnych systemów, które należą do tych kategorii, a wraz z ostatnimi postępami w projektowaniu cyfrowym, takimi jak modelowanie informacji o budynku (BIM), zadanie integracji tych różnych systemów w projekcie budowlanym staje się coraz bardziej „cyfrowe” propozycja zarządzania.

Zobacz też

Źródła

„Prefabrykowane systemy konstrukcyjne przyjęte w Hongkongu” (PDF) . Źródło 20 sierpnia 2013 r .

„Zalety cyfrowej prefabrykacji dla współczesnego budownictwa” . 20 maja 2021 r . Źródło 20 sierpnia 2021 r .

Źródło: „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Prefabrication&oldid=1100024640 ”