A 3D volumetrikus építés napjaink egyik legmodernebb építési technikája az építésben. Ez a helyszíni építés egy olyan formája, amelyben az egységeket egy gyárban gyártják le, majd a helyszínre szállítják összeszerelésre. A gyári környezetben történő építés módszere biztosítja, hogy a szükséges építőanyagokat időben beszerezzék, és a modulok a kinti időjárástól függetlenül felépíthetők.

kapcsolódó cikkek

• Melyek a legjobb gyakorlatok a moduláris építési projekt tervezésekor ?
• Mely országokban a legelterjedtebb a moduláris építkezés ?
• A moduláris lakhatási lehetőségek és szerkezetek útmutatója

A termékek különböző kivitelezési állapotokban (modulok, alapvető szerkezeti blokkok vagy félkész termékek) szállíthatóak a helyszínre, a helyszínen történő összeszerelésre készen. Az alapötlet az, hogy az épület nagy része a helyszínen kívül (egy gyári szerelősoron) készül, és csak a befejezéshez szállítják a helyszínre.

A módszer alkalmazható lakóépületek, iskolák, irodák, kórházak vagy más állandó (és néha ideiglenes) épületek építésére, és valamilyen módon egyensúlyt teremt a hagyományos építési projekt három összetevője – az idő, a minőség és a költség – között.

Más szóval, a volumetrikus építés akkor jön be, amikor egy épületet gyorsan, magas színvonalon és csökkentett költséggel kell felépíteni. Nyilvánvaló, hogy ennek a technikának vannak előnyei és hátrányai, és ezeket fogjuk itt megvitatni.

De először is, bár az „előregyártott”, a „moduláris” és a „volumetrikus” kifejezéseket gyakran felváltva használják, ezért hasznos felismerni a közöttük lévő leheletnyi különbségeket. Az előregyártott építés minden olyan szerkezetet (vagy alszerkezetet) jelent, amelyet gyári körülmények között terveztek és gyártottak, mielőtt a helyszínre küldték volna, hogy beépítsék egy épületbe.

A moduláris építés valamilyen vázból vagy szerkezetből áll, amelyben a kisebb egységeket (moduloknak nevezett) a helyszínen szerelik össze a vázra. 
A modulokat gyakran a helyszínen kívül előre gyártják – innen a kifejezések felcserélhetősége.

Mint említettem, a modern volumetrikus moduláris építés olyan, a helyszínen kívüli építési módszerekre utal, ahol az épületeket meglehetősen nagyméretű, előre elkészített darabok vagy modulok összekapcsolásával állítják össze.  Ezt a folyamatot az teszi modulárissá, hogy a gyárat elhagyó modulok háromdimenziós szerkezetek – padlóval, falakkal és mennyezettel, valamint belső csatlakozásokkal készülnek el.

A moduláris épületek felemelkedése, bukása és felemelkedése

Bár a moduláris épületek kezdete a 18. századra tehető, a modern volumetrikus építés a második világháború után indult be igazán (világszerte). A lakóházak és egyéb (ideiglenes vagy egyéb) épületek iránti kereslet gyorsan nőtt, és ez a gyárilag gyártott elemek és előregyártott modulok egyre szélesebb körű használatához vezetett.

Míg kezdetben az előregyártott épületek nagyon üdvözlendő megoldást jelentettek a tömeges lakásépítési és iskolai épületek építési igényei kielégítésére, kiestek a népszerűségből, mivel a jellegtelen házak a hidegháború korabeli építészet képét idézik. Sőt, mivel sok „ideiglenes” épületből állandóvá vált, gyakran elavultnak, esztétikailag kellemetlennek, alacsony minőségűnek és unalmasnak tartották őket.

Az utóbbi időben azonban a mérnökök és építészek felismerték, hogy ennek nem kell így lennie. Lehetnek stílusosak, fenntarthatóak, hosszabb élettartamúak, és kiváló minőségű anyagokkal és kivitelezéssel rendelkeznek. A megnövekedett lakáskapacitás iránti igény miatt a moduláris épületek létrehozásának módszertana modernizálódott.

Olyannyira, hogy ma már a teljes építőiparban gyárott épületek mintegy 15%-a modulárisan készül, és a tendencia csak felfelé ível.  

A volumetrikus építés előnyei

A hagyományos építési módszerekkel összehasonlítva a volumetrikus építésnek van néhány egyértelmű előnye, ami a módszer használatának felfelé ívelő hullámát hajtja. Ezek elsősorban az idő-, minőség- és költségháromszög körül forognak; a helyszíni határidők csökkenése, a késztermék minőségének javulása és a költségek csökkenése.

Ugyanakkor további előnyök, mint például a fenntarthatóbb anyagok gyárban történő felhasználásának biztosítása, a pazarlás csökkentése és a termelékenység javítása a helyszínen tovább növeli a vonzerőt az építők, és a tulajdonosok számára.

Mindez a mérnökök és építészek olyan válaszát eredményezte, hogy rendkívül kifinomult, környezetbarát, nagy hatékonyságú épületeket tervezzenek és építsenek lakó- és kereskedelmi célokra.

Az építés gyorsaságának előnye leginkább a hagyományos építési ütemtervvel összehasonlítva érthető meg. A hagyományos eljárás során például a föld feletti építési munkálatok csak akkor kezdődhetnek el, ha a földfelszíni/földalatti alapozás és a szolgáltatások már elkészültek.

A volumetrikus módszerben a moduláris részek nemcsak a földmunkákkal párhuzamosan építhetők, hanem a kinti időjárástól függetlenül is, és az esetleges módosítások/hibák is gyorsan kezelhetők a gyárban. Becslések szerint a volumetrikus építési projektek 30-50%-kal gyorsabban fejeződnek be, mint a hagyományos építési módszerek.

A volumetrikus építési technikával a késztermék minősége is javul. Mivel a modulok szigorú gyári körülmények között készülnek, az anyagok, a kivitelezés és a befejezés minősége jobban kezelhető és javítható. A módszer biztonságosabb és kényelmesebb munkakörülményeket is biztosít az alkalmazottak számára, ami önmagában is javítja a termelékenységet és jobb minőségű terméket eredményez.

A volumetrikus építés használatának talán legnagyobb mozgatórugója a vele járó alacsonyabb költségek. Tanulmányok szerint a moduláris építés 40-60%-kal olcsóbb, mint a hagyományos helyszíni építési módszerek. Az összköltségek jelentősen csökkennek, mivel az építési program kiszámíthatóbb (ami csökkenti a pénzügyi kockázatokat), az építés fent említett párhuzamos jellege, a helyszínen töltött idő csökkenése (beleértve az anyagok tárolásához és a helyszíni személyzet elhelyezéséhez szükséges összes helyet).

Még akkor is, ha egyes gyárak a végső építési helyszíntől távolabb helyezkednek el, gazdaságilag még mindig olcsóbb, mintha sok építőmunkás építené az épületet a helyszínen.

A szállítási költségek alacsonyak a munkások helyszíni elhelyezési költségeihez képest. Néha, az építési projekt méretétől függően, a modulokat célzottan a helyszínen épített gyárakban is meg lehet építeni – amelyek maguk is a végső célállomáshoz közel épülnek, tovább csökkentve a szállítási költségeket.

A modern volumetrikus építés másik jelentős előnye, amelyet érdemes megemlíteni, a hulladékcsökkentés és a fenntartható anyagok fokozott használata. A moduláris építés gyári környezetben történő jellegéből adódóan „sablonokat” lehet használni a hatékonyság növelése érdekében, és az anyagokat időben meg lehet rendelni a pazarlás csökkentése érdekében – ami szintén előnyként csökkenti a felesleges munkaerőköltségeket.

Ugyanakkor a folyamat lehetővé teszi, hogy a modulok modern, fenntartható építési termékek felhasználásával, szigorú minőségi feltételek mellett készüljenek, ami nemcsak az épület hatékonyságát, hanem vonzerejét is növeli.

A volumetrikus építés hátrányai

Bár a volumetrikus építésnek kétségtelenül vannak előnyei, vannak olyan korlátok is, amelyek hátráltatják a széles körű elterjedését. Az egyik fő korlátozó tényező (ironikus módon) az építési folyamat során elvégezhető változtatások mennyisége.

A sablonok és szerelősorok használatának jellegéből adódóan, miután a terv jóváhagyásra került és a gyári munka megkezdődött, bármilyen nagyobb változtatás jelentős hatást gyakorolna az ütemtervre és a költségekre. Ezenkívül a modulok (helyszíni) telepítésének folyamatát is jó előre át kell gondolni.

Ezért a mérnököknek, építészeknek és vállalkozóknak minden fontosabb tervezési és telepítési döntést előre kell meghozniuk, és meg kell próbálniuk a tervezés befagyasztását ha változás történt a tervezés során, mielőtt a projekt tervei a gyárba kerülnek.

A második kihívás az építési folyamat másik következménye, nevezetesen a kreatívabb tervezési változatosság korlátozása.  A modulméretek és -formák önmagukban is korlátozzák a tervezési rugalmasságot, egyszerűen a modulok ismétlődő jellege miatt.

Ez viszont korlátozza az ilyen módon építhető épületek típusát. Ahol az épületek ismétlődő modulokat használhatnak (például iskolák, kórházak és lakóházak), ott a volumetrikus építés előnyös lehet, de ahol építészeti szépérzékre és nem ismétlődő modulokra van szükség, ott az idő- és költségelőnyök jelentősen csökkenhetnek.

A harmadik korlátozó tényező a volumetrikus építéshez szükséges fokozott tervezés és logisztika. Mivel a gyárilag gyártott modulokat a helyszínre kell szállítani, csatlakoztatásra készen, fontos, hogy a kivitelezők, mérnökök és logisztikusok átfogó tervvel rendelkezzenek a szállításra és telepítésre vonatkozóan.

Egyes modulok puszta mérete miatt a gyárból a helyszínre vezető úton számos kihívást lehet hogy meg kell oldani, beleértve a modulok teherautókra rakodását, az alacsony hidakon és szűk kanyarokon átvezető útvonalon való navigálást, valamint a modulok sérülés és baleset nélküli levételét a szállítóeszközről.

Ezenfelül bármilyen változtatás vagy módosítás negatív hatással lehet a költségvetésre és a projekt átfutási idejére, ezért ezeket a problémákat a lehető legjobban meg kell tervezni.