预制房屋需要修复才能节省房屋

1987年，美国政府领导了与十二家半导体制造商的合作计划，这些半导体制造商由于海外制造商的创新竞争而处于崩溃的边缘。

联邦政府牵头这个名为Sematech的财团，以在不断增长的半导体市场中获得并维持健康的地位，从而启动了一项非常成功的计划，该计划至今仍然很强大。

现在，建筑环境面临着类似的威胁。开发人员正在从海外订购模块化单元，这些模块单元与在美国制造的模块单元具有价格竞争力，并且还包含更多的设计，构造和运营创新。

合作的需要

随着Sematech通过五年每年投资1亿美元来挽救半导体行业，连续企业家，ADL Ventures的创始人兼董事长诺兰·布朗(Nolan Browne)希望联邦政府进行干预，以挽救模块化建筑，恢复美国制造业的工作并创造更好的建筑。环境。他与落基山学院和美国能源部建筑技术办公室的高级建筑施工团队合作，共同推动政府和私营部门之间类似Sematech的合作，以推进异地施工。

Browne坚持不懈地提出自己的想法，并与政府官员联系以寻求支持，将预制件提升到一个新的水平，这要感谢Brown对可持续发展和具有资本意识的政党的吸引力。他的信息很简单但很复杂。如今，在美国的预制工作已陷入停滞。现有的小型制造商无法投资于研究，因此无法生产当今所需的更复杂的项目。另外，在美国，监管环境是如此严格，以至于在许多情况下，从经验丰富或创新的制造商那里交付项目的成本可能更低。

因此，有些工作正在海外进行。

项目如公民酒店在纽约，这是从波兰运，和加州大学伯克利分校的学生公寓项目，从中国运制造者，是外包的好例子。

美国不仅需要在模块化方面进行研发投资，以便在全球范围内竞争，而且还需要进行投资，以维持未来城市的创新并在更大范围内维持经济。当这些项目进入海外时，制造商将使用本地采购的产品和本地员工。让这项业务重新回到美国的土地上，将促进劳动力市场和建筑产品销售。

没有限制

一些美国制造商了解他们的局限性(无论是设计约束还是成本约束)，这些都是真正的业务挑战。

总部位于纽约的预制件制造商New World Home的创始人，首席市场官兼首席可持续发展官Tyler Schmetterer举家迁往瑞士，以向行业内更多的人学习。

施梅特勒还参加了在所有邻国举行的可持续建筑会议，以了解每个国家如何使用预制构件。他发现，与欧洲国家相比，预制件在美国的渗透率微不足道，仅为3%，德国约为30%，奥地利超过35%，瑞典超过80%。

他认为，阻碍美国工业发展的关键因素之一是缺乏更全面的解决方案。

“在美国，大多数预制项目仅占[项目总成本]的50%，因为您需要在现场进行整理，” Schmetterer说。“在欧洲，他们有交钥匙产品。该工厂负责拉取许可证，设计工作，能源建模，认证过程，交付，现场安装和最终完成。工厂也可以移交给客户并为房屋提供服务。”

建筑技术公司Katerra的首席技术官Nic Brathwaite提出了另一个挑战。

他说：“制造的增加在组织内部造成了一层复杂性。”“工程和设计概念的意图必须由本领域技术人员加以解释。制造设备没有能力理解意图。它需要更多的设计完成和更大的协作。”

因此，Katerra一直致力于通过协作来促进预制件行业的发展，以便在创建最终产品的数字化双胞胎时使工艺更加无缝，从而为工厂设备提供指导。

Impresa Modular(一家在全国拥有20多家工厂的特许经营组织)的总裁Ken Semler面临着同样的障碍。

塞姆勒说：“作为一个行业，我们没有人们想象的那么自动化。”“我们与客户一起制作3D渲染图，并绘制了完整尺寸的计划，但是当我们将其移交给工厂时，他们仍然必须重新绘制它们。我们还没有，但我认为这是一个巨大的机会。不仅是设计系统，还包括定价系统。目标是在客户面前设计房屋并尽快对其进行定价。集成的机会很多。我们只是擦伤了表面。”

位于加利福尼亚的定制房屋设计师和建筑商PlantPrefab的首席执行官史蒂夫·格伦(Steve Glenn)研究了住房中最紧迫的主题，然后与伟大的建筑师合作，将令人难以置信的设计作为其LivingHomes系列的一部分，使更多人可以使用。该公司最近与一家在可持续预制房屋方面具有多年经验的斯堪的纳维亚设计公司Koto合作，创建了LEED白金认证的家居系列。

格伦说：“我们面临的更大挑战是如何更有效地做到这一点。”“我们需要集成更高水平的自动化。我们希望能够更有效率地执行定制项目，城市项目，因为这是市场所需要的。它需要更低的成本，更高的质量，更可持续的住房。特别是对于城市，您不能一遍又一遍地做同样的事情。”

独特的是，PlantPrefab依靠其工厂进行定制工作来保持灵活性，以执行模块化和面板解决方案，以应对其他挑战，例如某些项目所带来的尺寸和运输问题。

其他人正在考虑成本挑战。

完全集成的模块化制造商Full Stack Modular首席执行官Roger Krulak说：“我们用于中高层项目的结构系统成本很高，因此，如果我们能够降低成本，就可以降低建筑成本。”。“我们可以通过狡猾的工程或材料科学的突破来做到这一点。我还看到拥有真正准确的通用单一信息源的价值将使它成为可能，这样您就可以通过许多分散的子装配来制造建筑物，就像汽车制造一样。”

Brathwaite在Katerra看到了同样的事情，但也看到了解决方案。

他说：“如果您看建筑业，大多数创新都发生在供应链中，那里的研发工作很多。”“由于建筑师和建筑商的抵制，很难将这种创新推向市场。通过Katerra等公司与供应链之间更好的协作，我们可以帮助影响R&D活动，从而使其更有可能被采用。由于[我们]的垂直整合，我们可以代表一个更顺畅的渠道来采用创新，以激发更多的研发。”

最后，当然，始终存在监管的挑战。与制造商合作的启动面板设计师B.Public的首席执行官Edie Dillman和她的合伙人联合创始人兼首席技术官Jonah Stanford认为，代码接受是该行业的最大需求，因为当前的途径相当有限，并且过时的。

除了挑战，可能性无穷

“在美国，优质预制件的承诺就是iPhone的承诺，”布朗说。

将建筑异地搬迁到工厂对提高效率和创新具有很大的希望。

一个精心设计的建筑物将包含一个能源管理系统，该系统可以从电网的一开始就连接到电网，占用传感器和空气质量传感器。

布朗说：“医院可能是一个完全受控的环境，并且知道如何使用手术室。”“资源效率上升。”

预先完成设计并加快施工进度，这也意味着软成本(例如设计工作，房地产费，检查费，项目管理和税金)已降至最低。由于软成本通常约占总建筑成本的30%，因此这有可能产生很大的变化，尤其是在提供商开始确定使产品和服务适应预制件和模块化的新方法时。

例如，制造商可以开始更多地管理事物的融资和保险方式，以不仅最大程度地减少项目的保单数量，而且拥有覆盖整个过程的保险包装。

布朗建议，这种创新水平需要从制造商到建筑师的可分级和合格的标准。

随着他在欧洲更加成熟的市场中的工作，Schmetterer也看到了实现可持续发展的令人难以置信的机会，因此，他正在积极与全球制造商合作创建一个财团，作为有关可持续实践的知识共享平台，并尝试制定指南与Passive House一起以主动方式将工厂交付给更多净零建筑。

到年底，欧洲所有新建筑几乎都必须达到净零排放的要求正在加快这一步伐。在奥地利，制造商正在按照被动房标准(世界上最严格的建筑性能系统)进行建筑。这些国家的政府资助和激励计划为建设可持续发展提供了帮助。

这些标准具有大幅度提高建筑性能的能力。最近对2,000栋经过被动房认证的建筑物进行的研究报告显示，使用被动房要求的制造商已经能够“在工厂外”建造房屋，与传统的建成房屋相比，可以减少多达90%的能耗。

合作进行COVID-19和成本改善

布朗呼吁联邦政府实施一项官方计划时，其他人则将其掌握在自己手中。容积式模块化公司的创始人兼总裁沃恩·巴克利(Vaughan Buckley)最近成立了模块化动员联盟，为COVID-19患者创建紧急医疗用房，这些医疗用房以后可重新用作永久性支持或公寓式住房。

在获得紧急住房项目的支持后，巴克利看到了合作以建立购买力，加入收益共享项目，共享资源和利用投资的好处。

Buckley期望扩大模块化动员联盟(MMC)来代表美国大多数容积式模块化制造商，并且已经有28个成员，占美国国际住宅法和国际建筑法建筑行业产量的近25%。Buckley预计，在集团的推动下，仅凭批量购买就能节省20%到30%的技术组件和其他成品。

节省这些费用的前景令人鼓舞，而其余的合作也将鼓舞人心，因为作为一家初创企业或小型企业单独运营会带来很多挑战。

巴克利(Buckley)对“全自动制造”一词持怀疑态度，并表示不存在这种操作。实际上，在所有各种功能(设计，法规，IT，财务，人力资源，销售，转售，市场营销，保修，质量保证，存储，物流，供应链，整理，组装，制造，工程-很少有制造商能够真正实现自动化。当前大多数工厂仅限于扩充设计或工程，并且仅使制造和框架自动化。根据Buckley的说法，这相当于每天约6%的自动化程度。

房地产咨询公司Meyers Research的高级管理负责人Tim Sullivan对这个小组的潜力及其所做的努力感到兴奋，这是因为模块化结构带来了更高的质量水平。

他的公司正在通过确定最有可能从传统建筑转换的市场来研究更多模块化和预制的机会。Sullivan的研究考虑了房屋的设计，工地与工厂的距离以及任何其他因素，这些因素给传统模型带来了挑战，而新模型可能会消除这种挑战。

激发未来

巴克利并没有就此停止。他不断寻求更多创新的动力使他展望未来，以创建其制造工厂的虚拟版本。人工智能传感器使用视频和麦克风来跟踪其发出的音频签名(例如指甲枪或锯子)正在执行的工作类型，以识别问题，从而使组织更具预测性。

他梦想着完全虚拟化，但是现在资本资源阻碍了它的发展。花费数百万美元对单条生产线进行虚拟测试可能没有意义，但是这样做会为数十家工厂带来好处，并且将来该技术将降低成本。完全虚拟化将使他能够通过虚拟工厂来运行一个完整的项目，从而知道需要多少人并知道一个项目将花费多少时间。

这也将有助于改变建筑产品的制造参数。Buckley可以通过使用60英尺的胶合板代替专门为人工安装在工作现场的8英尺的胶合板而形象化并获得真实的结果。当这些参数提高时，可以进行更多次试验以提高效率。

Buckley说：“材料制造商是该行业新产品的关键，大多数制造商在不知道其渗透市场能力的情况下犹豫不决。”“ MMC帮助制造商与大型联盟合作，使它更可行地大规模创新和测试新市场。”

我鼓励所有感兴趣的人与Buckley和Browne联系，以支持他们对行业进步的热情。我们需要着眼于它的承诺，以便为明天的住房提供更多的负担能力。