专家问答:模块化住宅建设

根据Make UK去年(2022年10月)发布的一份报告，工厂建造的精确工程住宅可以帮助建筑行业脱碳，并解决英国日益严重的住房危机。《工程师》杂志与来自该行业的一组专家就非现场建造新住宅的潜力进行了交谈

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见见专家

史蒂夫-科尔他是Make UK Modular的主管使英国

吉尔凯莱赫他是能源和住房数据洞察部门的负责人，BRE集团合作

蒂莫西·内尔森，董事兼结构工程师，奥雅纳

约翰尼·里德，技术专家，装配系统，制造技术中心

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为什么我们要考虑在场外建造新住宅?

史蒂夫·科尔:简单地说，因为它更环保、更好、更快。英国住房市场陷入危机。40多年来，我们一直没有建造我们需要的房屋，导致房租和房价越来越难以承受。建筑劳动力老龄化，在过去3年里减少了超过12万人，该行业面临着强有力的新低碳目标。

工厂工程意味着模块化住宅可以以一贯的高标准建造，以更快的速度降低成本，并在极大减少中断的情况下交付到现场

工厂工程意味着模块化住宅可以以一贯的高标准建造，以更快的速度降低成本，并在极大减少中断的情况下交付到现场。他们在工厂创造了就业机会，这些工厂可以设在需要他们的地方，并将房屋和公寓运送到需要住房的地方。

吉尔凯莱赫:到目前为止，最大的原因是除了建筑安全和设计的改进之外，预期的生产力提高，这将使我们能够建造更绿色、更安全、更健康的家园。此外，通过模块化结构，我们可以在不影响质量或成本的情况下按照速度和规模进行建造。

此外，我们正处于气候紧急情况下，通过采用航空航天和汽车等其他行业的最佳实践原则，我们可以嵌入先进的质量管理流程，在不影响质量的情况下优化系统效率。对于英国来说，要实现其净零目标，这将通过利用制造业主导的建筑带来的受控环境，更直接地跟踪和限制隐含碳。

蒂莫西·内尔森:随着全国范围内的住房短缺、能源危机和英国政府每年建造30万套住房的承诺，真正有必要摆脱传统的现场建设。场外施工，更具体地说，是通过现代施工方法(MMC)生产的模块化住宅，是传统建筑的一种有吸引力的替代方案。它们的生产速度比传统住宅快50%，而且取暖成本往往更低——英国家庭的平均取暖成本是模块化住宅的两倍。

环境效益是什么?

SC:剑桥大学和爱丁堡纳皮尔大学的一项研究发现，由Vision modular Systems建造的模块化塔的全寿命碳排放量比传统建筑低41% - 45%。模块化住宅，如TopHat生产的房屋，在建造时最多可以减少82%的全寿命碳排放量。

在燃料价格飙升的时代，模块化在能源效率方面提供了显著的收益。Legal and General Modular的所有新住宅都是EPC A(目前全国只有2%的新住宅属于这一类别)，而ilke homes最近与章鱼能源合作推出了零账单住房系统。

约翰尼·里德:在MTC，我们了解场外施工或现代施工方法提供了许多好处(重要的是要认识到，住房部门的改造必须考虑现场活动，而不仅仅是那些迁移到场外的活动)。

其中包括减少浪费、提高生产率和加快交付等关键因素。所有这些都有助于总体减排。通过利用以制造为基础的原则来管理材料的供应和使用，结合为制造和组装而设计的原则，有可能在短期内开发出减少传统建筑材料数量的解决方案，并在长期内用更可持续的原料材料取代它们。

GK:模块化结构可以更容易地建造在整个生命周期中使用更少碳的房屋和建筑物。非现场施工也可以通过设计高于最低能源性能标准的建筑来帮助缩小性能差距，这样将来就不需要对它们进行改造。这一点很重要，因为近一半的英国家庭没有达到当前的能源效率标准，而这对我们的气候义务至关重要。

模块化结构可以更容易地建造在整个生命周期中使用更少碳的房屋和建筑物。

例如，织物优先的方法优化了建筑的织物——如绝缘、屋顶、墙壁、地板——从而减少了供暖需求。这大大降低了燃料费用，更重要的是，减少了对化石燃料的需求。

涉及到哪些关键技术?

TS:典型的例子包括全电动方法。空气源热泵是常见的，一些制造商安装光伏太阳能电池板作为标准。也有制造商提供电池存储，甚至提供零账单的产品。

这些技术都依赖于高效节能的墙壁、屋顶和窗户，以最大限度地减少织物热损失带来的能源需求。因此，“面料优先”的设计方法通常会导致低u值和低气密性的墙体绝缘，以最大限度地减少泄漏。这些高度隔热的建筑非常适合在冬季减少供暖，但在设计时必须小心，以减轻夏季过热。

JR:在这种转变中，有几个技术领域需要考虑。有一些与开发的产品和用于创建产品的过程直接相关，还有一些关键的使能技术是支撑其健壮的交付和控制所必需的。

作为建筑创新中心的主要合作伙伴，我们支持我们的行业合作伙伴开发创新解决方案，如Metlase开发的激光切割加固(LCR)，可以提高可重复性和质量，减少安装时间，以及预制屋顶盒和隔墙，可以提供更好的质量，减少浪费，提高现场安全性。这些都在中心的物理测试平台“沙坑”进行了演示。

在MTC，我们认为需要的关键方法是规划制造流程和方法，使其适合于人工密集型的小批量方法，并与制造设备投资的增量兼容，直至自动化和机器人技术。

英国的机会在哪里?

SC:Make UK Modular成员计划到2025年每年交付1万套新房，并计划到2030年每年交付3万套。这将是英国住宅建筑业的一个飞跃。鉴于未来4年中国经济的复合年增长率(CAGR)为41.59%，这不是一个白日梦，而是一个真实的可能性。

英国模块化生产商有能力成为该领域的世界领导者。他们开发了一些市场上最好的模块，有出口设计和技术的真正潜力。英国在出口设计、工程和建筑管理服务方面处于世界领先地位。没有理由说模块化不应该是其中的一部分。

TS:在未来15年，由于人口老龄化和缺乏熟练劳动力进入该行业，预计建筑业将失去大约50万名工人。场外建筑工人可以抵消这一点，因为MMC不需要传统的建筑专业知识，同时克服了增加住房供应的障碍。

模块化住宅可以被解构并移动到其他地点，因此英国的住房供应短缺可以通过在“同时”等待开发的地点安装临时住房来缓解，例如Arup的Ebury Estate弹出式单元。

家庭供应商可以通过提供设备升级或使用租赁合同，在家庭的整个生命周期内使用低碳技术，提供更加循环经济的服务。

GK:对英国来说，最大的机会是大幅加大住房建设力度，而在相当长的一段时间里，英国的住房建设一直低于每年30万套的目标。

我们目前正遭受着生活在旧的、隔热不良的、碳密集的建筑中的后果，这导致了高昂的能源账单，加剧了能源不安全，并增加了对化石燃料的需求。在建造新的住宅和建筑时，我们必须牢记这一点，确保它们是为子孙后代建造的，并采用足够的隔热和低碳供暖技术。正如我们关于贫困住房成本的报告所揭示的那样，隔热不良的房屋目前每年花费NHS 8亿英镑，所以解决这一问题至关重要。

通过将智能技术无缝集成到建筑中，模块化建筑可以帮助我们加速这一转变。这也给建筑行业带来了一个提升技能或重新技能的黄金机会。随着碳密集型工作变得多余，绿色工作将成为建筑行业和更广泛的英国经济未来的关键。

JR:英国在制造业方面有着良好的记录，所以我们没有理由不能把这些能力运用到房地产领域。我们在英国已经有一些很棒的MMC/模块化住房供应商，但还没有达到满足整个市场所需的制造规模。

我们不能忽视海外竞争的潜力，以寻求出口到我们的市场的机会

有了这样的需求和英国管道的价值，我们不能忽视海外竞争的潜力，以寻求出口到我们的市场，但我有信心，英国自己的供应链可以扩大以满足需求。一个不应被忽视的机会领域是国产MMC房屋与进口MMC房屋的总排放足迹，以及对该部门贸易(不)平衡的相应影响。我们不应将这些因素视为恶性循环，而应将其视为一个绝佳的机会，以支持和实现该部门所需的转型变革，并从国家和经济的大幅扩大中获益。