模块化设计过程-单元的设计

虽然模块化结构的好处是众所周知的, 模块化设计与模块化设计的区别. 传统的多户住宅项目往往不太为人所理解. 最关键的方面之一是关键项目团队成员之间的早期(和持续的)参与. 就像大型木结构建筑一样, 模块化项目需要设计师之间更大程度的协作, 制造商及总承包商. 尽早让制造商和GC参与进来对于实现设计效率至关重要, 组装, 和安装.

设计要点

以下这些预先设计的经验法则可以帮助你更好地设计游戏, 更高效的设计，更成功的项目.

• 在与工厂(或DfMA*顾问)接洽之前，不应开始设计. 每个模块化制造商都有独特的能力和效率, 哪些转换成不同的模块大小, 布局, 连接细节, 安装要求和运输限制(包括受工厂位置影响的限制). 在没有制造商投入的情况下设计模块化项目可能意味着一旦他们被引入，就需要重新做工作.

• 现场承包商应该在设计早期(在初步可行性工作之后)选择，如果他们在与当前项目相同的状态下具有非现场制造经验，这将是非常有益的. 将有与现场模块存储相关的独特约束(以及其他事项), 起重机的位置和到达, 需要封闭街道/公共通道, 架空工作限制, 模块交付时间表, 处理, 等. 了解这些因素的承包商将使项目更加成功.

• 经验丰富的设计团队也很重要, 如果不是这样的话, 聘请模块化顾问来帮助调整学习曲线并降低风险可能会很有用. 模块化项目设计和工程的过程, 包括结构, 机械, 还有电气工程, 与传统项目中使用的不同吗. 经验丰富的顾问可以提供更有效的设计, 在所选制造商能力的限制下，更有创造性地工作, 随着项目的发展，要牢记模块化结构的独特之处. 例如, 架构师应该能够用组件思维进行设计, 理解什么是预先安装在模块vs. 现场安装, 如何在现场进行连接, 以及如何将这些细节传达给制造商, GC, 和分包商. 他们还应该了解模块化设计的其他独特方面, 如运输和安装装载, 以及工厂内和现场检查的需要. 项目工程师应该熟悉工厂组装方法，并且必须在模块制造州和项目建造州获得许可.

• 决策必须在过程的早期做出. 一旦模块化设计完成, 没有额外的成本和时间，就没有价值工程的空间. 在开始设计之前做过任何研究吗. 尽早并经常与业主就设计决策截止日期进行沟通, 帮助他们理解为什么以后不要改变这些决定是很重要的. 例如, 重要的是要知道地板饰面是在模块中安装的，而钢筋是在现场捆绑在基础墙上的, 并进行相应的协调. 这需要习惯于传统项目的设计师在思维方式上做出重大转变. 修改单元布局时更改订单, 不同的材料饰面, 或其他重大的室内改动不仅造成施工日数和增加成本, 它们首先否定了使用模块化的许多好处，并可能导致更昂贵的项目.

不采取这些预先步骤可能会导致成本增加和工期延长，这一点不容忽视, 并可能降低项目的质量.

模块化设计注意事项

这些设计考虑适用于大多数多家庭模块化项目.

材料 ——在中低层模块化工程中，轻型木结构建筑日益占主导地位, 包括成本在内的驱动因素, 材料的可用性, 和可持续性. 工程木制品和木托梁也用于地板和天花板框架, 但请咨询工厂和结构工程师，看看这些选项是否可用.

建筑类型 —轻框架木模块可以满足IBC中定义的III类或V类结构要求, 并且可以建在五层以上, 取决于地方和州的管辖权.

• V型结构允许在整个结构中使用木框架. 这些项目最高可达四层，70英尺高，适合多家庭和酒店使用，采用全洒水设计.
• III型建筑允许使用木质框架的所有内部元素, 外墙用阻燃木材. 如果洒水充分，这些项目最高可达五层楼高85英尺.

与传统的轻型木结构项目一样, 许多III类和V类模块化项目建在单层或多层I-A类平台之上. 然而，它们也可以建在基础墙或桥墩上. 在开始设计之前, 经常检查当地建筑规范的修订或其他可能影响项目配置的项目.

典型的维度 -虽然制造商提供的产品各不相同，但项目通常按照以下尺寸设计:

• 地板到地板的高度设计为名义上的11英尺，以实现9英尺的净天花板尺寸.
• 对于内墙，堆叠模块的行为创造了双螺柱条件. 允许大约2英寸. 模块壁之间的设置公差.
• Exterior module walls are typically made from 2×6 studs; interior and mate line walls are typically made from 2x4s (except at wet walls where added depth is needed for plumbing).
• 地板结构通常由2x10制成，天花板托梁由2x8制成.

运输 -模块尺寸限制取决于工厂和工地之间的运输限制. 每个州都不一样, 因此，法规应该在设计早期就考虑，因为如果模块需要特殊的运输物流，它可能会大大增加成本. 绘制从起点到终点的路线，以确定最优的运输路径，并确定在运输过程中可能导致延误或问题的关键点. 运输延误导致安装延误，从而影响完工日期. 充分发挥模块化建设的优势, 计划在基础工作结束后立即开始现场安装.

模块尺寸 – 典型的模块运输尺寸在大多数地区是15英尺× 74英尺或更小. 虽然更大的尺寸是可能的，但最大的模块尺寸为14英尺11英寸. 建议使用x70英尺，以避免高昂的运输成本或造成工厂效率低下的条件. 最佳的模块尺寸也由工厂决定, 哪些可能有自己的最佳实践维度，可以优化效率并为客户提供最高的成本价值比.

材料 规格 -虽然制造商可能更喜欢供应商和国民帐户的产品, 您可以使用相同的材料在工厂建造的模块化项目，因为任何其他轻框架木材项目. 但是，您不会从目录中选择材料. 与制造商讨论所需的材料，以确保它们不会造成采购或成本挑战.

轴和. 追逐 -使用轴或追逐需要在设计早期决定. 连接四层或四层以上的竖井要求达到2小时耐火等级(FRR)。, 并且通常垂直安装在整个建筑的高度. 追逐, 通常需要1小时的FRR, 但有连续性要求，需要在每层线隔离. 竖井和追逐都应直接靠近走廊，以便共同分配服务.

潮湿地区的位置 -在可行的情况下，将有水和/或废物的空间放在同一个模块中，以最大限度地降低成本. 跨模块连接可能很复杂，增加了材料成本和复杂性.

贴墙 -模块的设计和建造应考虑到交通影响. 例如, 在管道区域加装装饰墙，以避免凿开螺柱, 在运输过程中，哪些因素会对墙体的稳定性产生负面影响.

绝缘和防火安全 -模块化项目必须符合所有当地建筑、消防和能源规范. 设计必须容纳洒水装置, 火灾报警器和绝缘装置, 这些服务必须在工厂中添加. 在项目设置完成后不能添加.

模块化和. 传统单位布局

多户项目的模块化单元有许多不同的布局, 但最有效和最常见的是跨走廊的配置. 这类似于站点构建项目中的传统布局, 但是有细微的差别, 如:

• 竖井和通道应该可以从公共走廊进入, 楼层间的连接在哪里. 因为模块到达时，单元已经完全完成, 在进行这些连接时，将建筑行业排除在单元之外是很重要的.
• 厨房和浴室沿着走廊的墙壁布置, 然后添加管道壁，以保持机组的STC等级，并在运输过程中保护模块.

将模块化单元布局与传统单元布局进行比较:

虽然这些单位的布局不一样, 你可以在左边的图中看到追逐区和湿区是如何进入走廊的, 以及模块化单元的连接如何简化装配和特写过程.

战略方法，成功的项目

模块化项目并不一定要有千篇一律的设计. 有许多有吸引力的模块化方法, 设计限制通常为创造性解决方案提供机会. 以确保项目的成功, 理解模块化方法和传统方法之间的区别, 要知道沟通和协作是关键.

由Matt Laase, 杰克逊|主要架构贡献

*制造和装配设计