Кіріспе

Модульді ғимарат – модульдер деп аталатын қайталанатын бөлімдерден құралған, зауытта дайындалған ғимарат. Модульділік – құрылыс алаңынан тыс жерде бөлімдерді құрастырып, содан кейін оларды орнатылатын жерге жеткізуді білдіреді. Дайын бөлімдерді орнату жұмыстары тікелей құрылыс алаңында аяқталады. Кейде дайын бөлімдерді орнату үшін кран қолданылады. Модульдерді қатарластырып, тізбектей немесе үйіп қоюға болады, бұл әртүрлі конфигурациялар мен стильдерге мүмкіндік береді. Орнатылғаннан кейін модульдер модульдер аралық қосылыстар арқылы біріктіріледі, олар өзара байланыстар деп те аталады. Өзара байланыстар жеке модульдерді біріктіріп, тұтас ғимарат құрылымын қалыптастырады.

Қолданылуы

Модульді ғимараттар ұзақ мерзімді, уақытша немесе тұрақты құрылыстар үшін қолданылуы мүмкін, мысалы, құрылыс лагерлері, мектептер мен сыныптар, азаматтық және әскери тұрғын үйлер, сондай-ақ өнеркәсіптік нысандар. Модульді ғимараттар қалыпты құрылыс ақылға қонымды немесе мүмкін емес болатын шалқары және ауылдық аймақтарда қолданылады, мысалы, Антарктика экспедициясындағы BAS үшін пайдаланылған Halley VI тұрғын модульдері. Басқа қолданыстардың ішінде шіркеулер, денсаулық сақтау мекемелері, сату және бөлшек сауда кеңселерi, жылдам тамақтандыру орындары және круиздік кемелерді құрылысы бар. Олар сондай-ақ, дауылдар сияқты ауа райына байланысты қиындықтар туындайтын аймақтарда да қолданылуы мүмкін. Модульді ғимараттар көбінесе уақытша құрылымдарды ұсыну үшін қолданылады, оның ішінде іс-шаралардағы дәретханалар мен жуыну жабдықтары да бар. Ғимараттардың жылжымалылығы оларды жалға беру компаниялары мен клиенттер үшін де тартымды етеді. Модульді ғимараттарды пайдалану арқасында, қолданыстағы құрылымдар жеткіліксіз немесе іс-шараға қатысушылардың санын қабылдай алмайтын жерлерде іс-шаралар өткізуге болады.

Құрылыс процесі

Құрылыс оффсайтта, жеңіл өндіріс әдістерін қолдана отырып, бір немесе бірнеше қабатты ғимараттарды жеткізілімге дайын модульдік бөлімдерде алдын ала дайындау арқылы жүзеге асырылады. Модульдер көбінесе стандартты 20 футтық контейнерлер негізінде жасалады, олар бірдей өлшемдерге, конструкцияларға, құрылыс және орналастыру тәсілдеріне ие, бірақ тегіс (төбелі емес) қабырғаларымен, жылтыр ақ бояуымен және терезелер, электр қуаты, ішуге жарамды су, кәріз желілері, телекоммуникациялар және кондиционер орнатуға арналған мүмкіндіктермен жабдықталады. Тұрақты модульді құрылыс (PMC) ғимараттары бақыланатын ортада өндіріледі және ағаштан, болаттан немесе бетоннан жасалуы мүмкін. Модульді компоненттер әдетте құрастыру желілерінде жабық кеңістікте құрастырылады. Модульдерді құрастыруға он күндей уақыт жұмсалуы мүмкін, бірақ көбінесе бірден үш айға дейін алады. PMC модульдері нысанды құрылыс жобаларымен интеграцияланып немесе жеке-жеке орнатылуы мүмкін және MEP, жабдықтар мен ішкі әрлеулермен бірге жеткізілуі мүмкін. Ғимараттардың 60%-дан 90%-ға дейін зауыттық бақылаудағы ортада дайындалып, содан кейін құрылыс алаңына тасымалданып, құрастырылады. Бұл бүкіл ғимаратты немесе ірі конструкциялардың бөліктері мен жиынтықтарын қамтуы мүмкін. Көптеген жағдайларда модульді мердігерлер дәстүрлі бас мердігерлермен әр құрылыс түрінің ресурстарын және артықшылықтарын пайдалану үшін ынтымақтаса жұмыс істейді. Дайын модульдер құрылыс алаңына тасымалданып, кран арқылы құрастырылады. Модульдерді орналастыру бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созылуы мүмкін. Тұрақты модульді ғимараттар нысанды құрылыс нысандарымен салыстырылатын құрылыс нормалары мен стандарттарына сәйкес немесе одан да асып түсу үшін салынды және модульді құрылыс жобаларында дәстүрлі құрылыста қолданылатын сәулетшілердің нақты материалдары қолданылады. PMC құрылыс ережелері рұқсат еткенше көп қабатты болуы мүмкін. Қосымша құрылыстардан айырмашылығы, PMC конструкциялары олардың қызмет ету мерзімі бойында бір орында қалуға арналған.

Өндірістік факторлар

Модульдік құрылыстың барлық процесі жобалау кезеңіне ерекше мән береді. Осы кезеңде өндіріс пен монтаждау үшін жобалау (DfMA) сияқты тәсілдер қолданылады, бұл өндіріс және құрылыс алаңындағы монтаждау қателіктерін бақылауға мүмкіндік береді. Құрастыру кезінде кез келген "бос орынды" немесе компоненттердің орнына келмеуін өтеуге жететіндей жеткілікті мөлшердегі резерв болуы өте қажет. Модульдік құрылыстың сәтті болуы үшін жетілдірілген CAD жүйелерін, 3D-басып шығару және өндірісті басқару жүйелерін пайдалану маңызды. Бұл, құрылыс алаңында жұмыс істейтін шеберлердің кез келген орнатуға қарай бөлшектерді өздері дайындау мүмкіндігіне қарағанда мүлдем басқаша.

Алдын ала өндіріске салынған инвестициялар

Модульді үйлерді өндіру үшін зауыттарды дамытуға айтарлықтай алдын ала инвестициялар қажет. 2010 жылдардағы тұрғын үй тапшылығын азайтуға көмектесу мақсатында Ұлыбритания үкіметі (Homes England арқылы) модульді тұрғын үй жобаларына инвестиция жасады. Ұлыбританияның бірнеше компаниясы (мысалы, Ilke Homes, L&G Modular Homes, House by Urban Splash, Modulous, TopHat және Lighthouse) дәстүрлі құрылысқа балама ретінде модульді үйлерді дамыту үшін құрылды, бірақ өндіріс орындарын құру шығындарын жабу үшін кірісті жеткілікті жылдам таба алмағандықтан сәтсіз аяқталды. Ilke Homes 2018 жылы Йоркширдегі Кнаресборо қаласында зауыт ашты, ал Homes England 2019 жылдың қарашасында 30 миллион фунт стерлинг, 2021 жылдың қыркүйегінде тағы 30 миллион фунт стерлинг инвестициялады. 2022 жылдың желтоқсанында 100 миллион фунт көлемде қосымша қаражат тартылса да, Ilke Homes 2023 жылдың 30 маусымында банкротқа ұшырады, компанияның 1150 қызметкерінің көпшілігі жұмыстан босатылды және 320 миллион фунт стерлингтік қарызы болды, оның ішінде Homes England-қа 68 миллион фунт стерлинг қарыз. 2015 жылы Legal & General модульді үйлерді өндірумен айналысатын L&G Modular Homes желісін іске қосты, Йоркширдегі Селби қаласына жақын Шербернде 550 000 шаршы фут көлемде зауыт ашты. Компания зауытына кіріс табуға үлкермей тұрып инвестиция салғандықтан үлкен шығынға ұшырады; 2019 жылға қарай 100 миллион фунт стерлингтен астам шығынға ұшырады. Селби жобасынан түскен сатудан түскен кіріс, сондай-ақ Кент және Батыс Сассекс жобалары 2022 жылы түсе бастады, сол кезде бизнестің жалпы шығыны 174 миллион фунт стерлингке жетті. 2023 жылдың мамыр айында өндіріс тоқтатылды, L&G сату көлемін арттыра алмауына жергілікті жоспарлаудағы кешігулер мен COVID-19 пандемиясын кінәлады. Жеті жыл ішінде кәсіпорын 295 миллион фунт стерлингтен астам шығынға ұшырады.

Нарықтағы қабылдау

Кейбір үй сатып алушылар мен несие беру мекемелері модульді үйлерді жерде салынатын үйлермен бірдей құндылыққа ие деп қарастыруға қарсы тұрады. Үйлердің өзі бірдей сапада болуы мүмкін, бірақ орнатылған аймақтық ережелер мен психологиялық нарық факторлары модульді үйлерді сатып алушылар немесе құрылысшылар үшін қиындықтар тудыруы мүмкін және осы типтегі үйді тұруға және/немесе инвестициялауға қарастырғанда шешім қабылдау процесінің бір бөлігі ретінде ескеруі керек. Ұлыбритания мен Австралияда модульді үйлер кейбір аймақтарда қабылданған, бірақ олар ірі қалаларда жиі салынбайды. Жапон қалаларында модульді үйлерге деген сұраныс артты, себебі дизайн мен сапасы жақсарды, құрастыру жылдамдығы мен ыңғайлылығы жоғары, сондай-ақ құны төмендеді және жер сілкінісінен кейін жөндеу оңай. Жаңаша технологиялар модульді құрылыстарды жерде салынатын үйлерден ажырату мүмкін емес етеді. Сауалнамалар көрсеткендей, көптеген адамдар модульді үй мен жерде салынатын үйдің арасындағы айырмашылықты байқай алмайды.

Модульді үйлер мен жылжымалы үйлер

Айырмашылықтар құрылыс ережелері, қолданылатын материал түрлері және банктердің несие мақсатында оларды бағалау тәсілдерін қамтиды. Модульді үйлер жергілікті немесе штаттық құрылыс кодекстеріне сәйкес салынады, ал фабрикада салынған үйлер федералдық құрылыс кодексімен реттеледі. Модульді үйлерді салуға қатысты ережелер, дәл сол жерінде салынатын үйлерді салуға қатысты ережелермен толықтай сәйкес келеді. АҚШ-та барлық модульді үйлер Халықаралық құрылыс кодексіне (IBC), IRC, BOCA немесе жергілікті билік органдары қабылдаған кодекске сәйкес салынды. Кейбір штаттарда, мысалы Калифорнияда, жылжымалы үйлер жыл сайын көлік құралдары департаментіне немесе басқа мемлекеттік мекемеге, көліктер немесе стандартты тіркемелер сияқты тіркелуі тиіс. Бұл тіпті иелері осьтерді алып тастап, оны тұрақты негізге орнатқан жағдайда да қолданылады.

Көліктік немесе өндірістік үйді тану

Көшпелі үйдің әр бөлігінің сыртында кішкентай металл табельша болуы керек. Егер табельша табылмайтын болса, үй туралы мәліметтерді электр панелінің қорабынан табуға болады. Осы табельшада сондай-ақ дайындалған күні көрсетілуі тиіс. Модульді үйлердің сыртында металл табельшалары болмайды, бірақ үйдің ішінде, әдетте ас үй раковинасының астында немесе шкафта орнатылған деректер тақтасы болады. Деректер тақтасында өндіруші, үшінші тараптың сапаны бақылау агенттігі, құрал-жабдық туралы ақпарат және дайындалған күні сияқты мәліметтер болады.

Материалдар

Модульді ғимараттарда қолданылатын материалдар дәстүрлі құрылыста қолданылатын материалдармен бірдей сапалы және берік, дыбыстық оқшаулау және энергия тиімділігі сияқты қасиеттерін сақтайды, сондай-ақ олардың әмбебаптығының арқасында тартымды және инновациялық дизайнға мүмкіндік береді. Ең көп қолданылатындары – болат, ағаш және бетон. Болат: Оңай қалыпталуының арқасында дизайн мен эстетикада жаңашылдыққа жол ашады. Ағаш: Ағаш – көптеген модульді ғимараттардың маңызды бөлігі. Жеңілдігіне байланысты, алдын ала дайындалған модульдерді құрастыру және жылжыту процесін жеңілдетеді. Бетон: Бетон – тұрақты модульді ғимараттардың құрылымдық нығайтуына өте қолайлы, берік құрылымды ұсынады. Ол осы типтегі ғимараттарда негізгі материал ретінде жиі қолданылады, себебі оның өртке төзімділігі, энергияны үнемдеуі, жақсы дыбыстық оқшаулауы және беріктігі жоғары. Ағаштан жасалған едендер, қабырғалар және шатырлар көбінесе қолданылады. Кейбір модульді үйлерде кірпіш немесе тас қаптамасы, гранитті үстелшелер және тік шатырлар болуы мүмкін. Модульді ғимараттар периметрлік іргетасқа немесе жертөлеге орналастырылуы мүмкін. Керісінше, жылжымалы үйлер еден жүйесінің тұтастығын қамтамасыз ететін болаттан жасалған шассимен құрастырылады. Модульді ғимараттар клиенттің талаптарына сәйкес жеке дара тұрғызылуы мүмкін. Қазіргі дизайнға көп қабатты үйлер, көп отбасылық үйлер және тұтас пәтер кешендері кіреді. Жылжымалы үйлерге қатысты тараған жағымсыз стереотиптер кейбір өндірушілерді "ғимарат құрылысын алаңда сыртында жүргізу" терминін қолдануға итермеледі. Жаңа модульдік ұсыныстарға басқа құрылыс әдістері, мысалы, қиылысқан ламинатталған ағаштан жасалған каркастар да кіреді.

Стандарттар мен аймақтарға бөлу мәселесі

Модульді тұрғын үйлер әдетте жергілікті, штаттық немесе кеңес нормаларына сәйкес салынады, нәтижесінде бір өндіріс орталығынан шыққан тұрғын үйлердің құрылыс стандарттары модульдердің соңғы орналасқан жеріне байланысты өзгеше болуы мүмкін. Өндірушілер ескеруі тиіс ең маңызды аймақтар – жергілікті жел, жылу және қар жүктеме аймақтары. Мысалы, дауылға, жер сілкінісіне немесе су тасқынына бейім аймақта соңғы құрастыруға арналған үйлерге жергілікті құрылыс кодексіне сәйкес қосымша нығайтулар қосылуы мүмкін. Модульді үй салу үшін болат және/немесе ағаш қаңқасы жиі қолданылады. АҚШ-тың кейбір соттары мобильді үйлерге қолданылатын аймақтық шектеулер модульді үйлерге қолданылмайды деген шешім шығарды, себебі модульді үйлер тұрақты негізге ие болу үшін жобаланған. Сонымен қатар, АҚШ-та жылжымайтын мүлікті бағалау практикасында модульді үйлер мен дәстүрлі үйлер арасындағы баға айырмашылығы көбінесе елеусіз болады; модульді үйлер кейбір нарықтарда (кәсіби бағалау практикасының бірыңғай стандарттарына сәйкес жергілікті бағалау тәжірибесіне байланысты) ұқсас сападағы дәстүрлі үйлермен бірдей бағалануы мүмкін. Австралияда жиналмалы үйлерге арналған тұрақтар қосымша заңнамамен реттеледі, ол тұрақты модульді үйлерге қолданылмайды. Жылжымайтын мүлікті бағалау, қаржыландыру және аймақтық шектеулер мақсатында модульді және дәстүрлі үйлер арасындағы теңдестіктің дамуы уақыт өте келе модульді үйлердің сатылымын арттыруы мүмкін.

CLASP (жергілікті билік консорциумының арнайы бағдарламасы)

Жергілікті билік органдарының арнайы бағдарламасы консорциумы (қысқаша және көбінесе CLASP деп аталады) 1957 жылы Англияда жергілікті билік органдарының ресурстарын біріктіру және алдын ала дайындалған мектеп құрылысы бағдарламасын әзірлеу мақсатымен құрылды. Бастапқыда Гертфордшир графтығының архитекторы Чарльз Герберт Аслин жасаған бұл жүйе, бірнеше басқа графтықтар үшін, ең әйгілісі Ноттингемшир және Дербишир, үлгі ретінде пайдаланылды. CLASP-тің осы көмір өндіру аймақтарында танымал болуының себебі, жүйенің ғимараттың шөгіп кеткен бөліктерін салыстырмалы түрде оңай алмастыруға мүмкіндік беруі болды.

Құрылыс беріктігі

Модульді үйлер дәстүрлі үйлерге қарағанда берік болу үшін, мысалы, шегелерді бұрандалармен алмастыру, қосылыстарға желім жағу және қалыпты үйлерге қарағанда 8–10% көбірек ағаш қолдану арқылы жасалады. Бұл модульдердің құрылыс алаңына көлікпен тасымалдау кезінде құрылымдық тұрақтылығын сақтауға көмектеседі. Дегенмен, модульді құрылыстардың тасымалдау және тиеу-түсіру кезіндегі жүктемелерге қалай реакция жасайтыны туралы зерттеулер аз. Сондықтан қазіргі таңдағыда тасымалдау салдарынан болатын зақымдарды болжау қиын.

Ашық модульді ғимарат

Модульділік термині әртүрлі түсініктермен қабылдануы мүмкін. Ол тіпті P2P (peer to peer) қолданбаларын құруға дейін кеңейтілуі мүмкін; мұнда P2P технологиясын модульдік үлгінің көмегімен бейімделген түрде пайдалануға болады. Бұл жерде, анық интерфейсі бар жақсы түсінілген компоненттерді өзін-өзі ұйымдастыратын P2P технологиясын одан әрі дамыту үмітімен кез келген күрделі функцияны іске асыру үшін біріктіруге болады. Модульді ашық ғимараттар осыған тамаша мысал. Модульді құрылыс ашық және экологиялық болуы мүмкін. Баувенс, Костакис және Пазаитис осы модульділік туралы кеңінен айтады. Олар модульділікті үй салумен байланыстырады. Бұл ортақ мүдделерге негізделген қызмет модульділікке бағытталған. Модульді ғимараттарды салу арқылы қауымдастық үй салудың барлық түрлі бөліктеріне қатысты жобалар мен құралдарды бөлісе алады. Бұл ғимараттардың сыртқы архитектурасымен және ашық кодты ортақ ресурстардың ішкі динамикасымен айналысатын әлеуметтік бағытталған іс-әрекет. Осылайша, адамдарға, әсіресе қалалық ортада, өмір сүретін аймақтағы қоғамдық кеңістікті қайта құру құралдары беріледі. Бұл индустриялық дәуірге дейінгі жергілікті сәулет пен қауымдастыққа негізделген құрылысты еске түсіретін күшті әлеуметтік элементке ие. Кейбір ұйымдар қазірдің өзінде модульді тұрғын үйлерді ұсынады. Мұндай ұйымдар маңызды, себебі олар құрылыс жоспарларын және құралдарды онлайн режимінде бөлісуге мүмкіндік береді. Бұл жоспарларды 3D-басып шығару сияқты цифрлық өндіріс арқылы немесе жергілікті қауымдастықтан төмен бағалы материалдарды алу арқылы құрастыруға болады. Бұл арзан материалдарды (мысалы, фанера) пайдаланудың оңайлығын ескере отырып, бұл ашық ғимараттардың дәстүрлі сәулет немесе құрылыс фирмаларының білімі мен мүмкіндіктері жоқ аймақтар мен қауымдастықтарға таралуына көмектесе алады. Осылайша, бұл үйлер мен ғимараттарды салудың негізгі стандартталған тәсілін қамтамасыз етеді. Басты идея – әркімге қолжетімді, пайдалануға оңай жобаларды ұсыну, олардың көмегімен тұруға ыңғайлы және қолжетімді жағдайда үй салуға болады. Осы мағынада модульділік – үйді әртүрлі стандартталған бөліктерден құрастыру, яғни пазл жинау сияқты. Үйді салу үшін 3D-басып шығаруды қолдануға болады. Негізгі стандарт – OpenStructures және оның туындысы Autarkytecture.

Ғылыми-зерттеу және даму

Модульді құрылыс әлемдік деңгейде үздіксіз зерттеулер мен даму тақырыбы болып табылады, өйткені бұл технология көбірек қабатты ғимараттарда қолданылуда. Ғылыми-зерттеу және әзірлеу жұмыстарын модульді құрылыс компанияларымен қатар, Модульді құрылыс институты және Болат конструкциялар институты сияқты ғылыми-зерттеу орталықтары жүргізеді.