プレハブ住宅で使用される材料
プレハブ住宅（プレハブ住宅）は、コンポーネントがオフサイトで標準セクションに組み立てられ、オンサイトで組み立てられて仕上げられる特殊な住宅です。従来の建築技術に代わるものとして、これは廃棄物が少なく、環境への悪影響が少ない、より高速な建設方法として機能します。プレハブ住宅は、プレハブ住宅、モジュラー住宅、モジュラー住宅など、さまざまな方法で参照できます。
たとえば、香港の建設業界では、埋立地の総摂取量の最大40％の廃棄物が発生しており、代替案としてのプレハブ建設により、この廃棄物が約85％削減されると予測されています。また、この方法を使用して2015年に19日間で57階建ての構造物を建設した中国の建設会社によって証明されているように、これはより高速な建設手段でもあります[1]。
プレハブ住宅の要件の性質上、使用される材料は、耐久性や軽量などの特定の基準を満たす必要があります。ただし、建物のすべての要素をプレハブで考慮する必要はありません。壁、床、屋根、クローゼット、棚ユニットなど、建物の建設や内装の大部分を構成する特定のコンポーネントのみをプレハブできます。
この記事では、以下について学習します。
- プレハブ住宅とは
- プレハブ住宅で使用される材料
- プレハブ住宅の今後の動向
プレハブ住宅とは何ですか？
プレハブ住宅とは、最終的な場所で組み立て/設置する前に、コンポーネントがオフサイトで建設された住宅です。これらのコンポーネントの製造は、管理された環境で行われます。ほとんどの場合、工場です。プレハブ住宅の背後にある推進原則は[2]：
1。工業化と大量生産
プレハブ住宅は、コンポーネントを現場の建物よりも比較的速く建設できるため、大量生産が可能です。これは、建物の焦点とインフラストラクチャが、セメント、砂、Iビームなどの原材料の生産から、プレキャストパネルや合板などのモジュラーコンポーネントの生産に移行することを表しています。
2。スピードと手頃な価格
プレハブ住宅は、従来の建築に比べて時間と労力が節約できるため、通常の住宅よりも安価です。消費される時間は、コンポーネントの組み立てではなく、コンポーネントの作成に集中することがよくあります。
3。カスタマイズと持続可能性
プレハブ住宅の設計では、合理的な程度のカスタマイズ性を可能にする方法でコンポーネントを適合させる必要があります。さらに、建設と組み立てに使用されるプロセスは、環境への影響をできるだけ少なくする必要があります。
一言で言えば、プレハブ住宅の利点は次のとおりです。
- 全体的なコストが比較的低い
- より簡単な品質管理
- より速く、より安全な建設
- 解体ではなく解体による無駄と価値の回復が少ない
不利な点は、強度と安定性の低下にあります。これは、自然災害の場合や、製造現場から設置現場へのプレハブセグメントの輸送中にも深刻な懸念事項です[3]。
プレハブ住宅で使用される材料
プレハブ住宅では、コンクリート、木材、金属など、いくつかの材料が使用されています[4]。ここでは、これらの材料のいくつかとその使用の有効性を調べます。
コンクリート
建築材料としてのコンクリートの使用は、すでに十分に文書化されています。ただし、プレハブ住宅での使用は、他の考慮事項が含まれるため、異なる側面を取ります。型を使用することにより、非常に複雑なプロファイルを備えた頑丈な構造を実現することが可能です。プレキャストコンクリートパネルは、ビルディングブロックを構成する可能性のあるより大きな多層構造にも使用できます。材料自体は、軽量（水に浮くことができるコンクリート配合物があります）や温度変動に対する耐性などの特定の要件を満たすように配合することができます。酸化グラフェンなどの添加剤をコンクリートに添加して、より持続可能な材料にすることができます。
木
木材は、プレハブ住宅で一般的に使用されるもう1つの材料です。そのまま、柱と梁の構造を表す「重い材木」の形で、またはパネルシステム（木材と他の組み合わせ）としての使用を指す「マス材」の形で使用できます。材料）。木材の耐火性はしばしば懸念事項ですが、木材システムは、火にさらされたときに形成されるアブレーティブチャーにより、優れた耐火性を持つように設計できます。竹は、プレハブ住宅でも使用できる一般的な建築材料です。木材は、鋼に匹敵するものでさえ、優れた材料特性を持つ複合材料に設計することもできます。このような木材の例としては、交差積層材（CLT）、集成材（GLULAM）、単板積層材（LVL）などがあります。それらはすべて本質的に、断層/亀裂の開始または伝播のための連続的な粒子線がないように一緒に接着された木製シートのいくつかのセクションです。
鋼
鉄骨は、モジュール式の建物のサポートフレーム（Iビームと柱）、床、壁として使用される一般的な建築材料です。これは、材料と組み合わせて使用することも、輸送コンテナの改造などで建築材料の大部分として使用することもできます。調査によると、鋼製の住宅構造は10階以上の高さまで建設できることがわかっています。
鋼の利点は、重量と強度の比率が比較的低く、輸送が容易で、リサイクル性があることです。対照的に、その欠点には、断熱性が低く、音響性能が劣っていること、およびこの目的で鋼を使用するとリサイクルループから外れる可能性があるという事実が含まれます。
ガラス
ガラスは、いくつかの建築機能のために高度にカスタマイズ可能な素材です。強化ガラス、合わせガラス、熱強化ガラス、ワイヤーガラスなど、いくつかの種類のガラスが建設に使用されています。ガラスは、高強度、断熱性、耐薬品性、耐火性などの有用な特性をもたらすことができます。ガラスはまた、独特の美的品質を備えており、完全にリサイクル可能であり、プレハブ住宅の共通のテーマです。
リサイクルおよび再生利用された材料
リサイクル可能な材料には、コンクリート、石膏ウォールボード、鋼などの従来の建築材料が含まれます。また、セルロース断熱材、天井タイル、プラスチック、セラミックまたは磁器タイル、グラスファイバー断熱材などの他の材料も含まれます。これらの材料はすべて、プレハブ住宅の建設に使用できます。
これらの材料を使用する際の課題は、安定した供給がなく、一貫して使用するために信頼できないものがあることです。これらの資料の中には、長期的には居住者に有毒または有害である可能性があるため、目的に合うかどうか慎重に検討する必要があります。
プレハブ住宅の持続可能性への貢献
モジュラープレハブは、従来のアプローチと比較して、多くの持続可能な利益のプロセスとして証明されています。廃棄物の削減や現場でのエネルギー消費量の削減などの明らかな側面の他に、プレハブ住宅の持続可能性、特に建設段階では、多くの要因がその役割を果たします。その持続可能なパフォーマンスは、建設廃棄物、美的オプション、サイトの混乱、水の消費、および汚染の発生の問題に対処することになると明らかです。
プレハブ建設の持続可能性、および一般的な建設を適切に評価するには、建物のライフサイクル全体にわたる建設、運用、および保守のすべてのフェーズを検討する必要があります。
プレハブのモジュール式建物の持続可能なパフォーマンスに関する2019年の調査では、従来の建物のパフォーマンスと比較するために、経済的、社会的、環境的側面にわたって16の指標が抽出されました。結果は、プレハブ建設が、特に排出量、エネルギー、および水の消費量に関して、環境への影響が大幅に少ないことを示しました。プレハブ建設は、従来の建設で使用される鉄鋼、コンクリート、型枠の量をそれぞれ60％、56％、77％削減したため、経済的な利点も示しました[5]。
積層造形がプレハブ住宅の建設にどのように役立つか
アディティブマニュファクチャリング（AM）は、大部分が、より大きな設計にスケールアップするのが難しい小さな製品に限定された技術と見なされてきました。新しいテクノロジーは、AMを大規模な設計に使用するだけでなく、建設にも使用することで画期的な進歩を遂げています。
ただし、主な課題は、3D印刷に適した特性を備え、十分に頑丈な建物になる材料を作成することです。セメントベースの材料、ポリマー、および金属は、積層造形用に変更できる材料の一部です。
アディティブマニュファクチャリングによる建設は、廃棄物の発生が少なく、労働集約的でないため、建設コストを大幅に削減できます。ドバイのオフィスビル、アムステルダムの橋、マニラのホテルビルなど、いくつかの象徴的な建物はすでにAMテクノロジーを使用して建設されています[6]。
<図>
アラブ首長国連邦、ドバイ– 2018年6月15日：緑の芝生に世界初の完全に機能する3Dプリントされた建物
プレハブ住宅の今後の動向
プレハブの建物の全体的なアイデアはまだ非常に斬新ですが、業界にはエキサイティングな新しい可能性があります。使用する材料としては、繊維構造物を作るための炭素繊維や、大きな構造物の3Dプリントに使われる特殊プラスチックなど、より多くの材料が検討されています。実行に関しては、ビルディングインフォメーションモデリング（BIM）[2]などのコンピュータプログラムからのデータを介して、人の入力を最小限に抑え、オフサイトで完全な建設を行うことができるロボット技術が開発されています。
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