Modulares Gebäude

Verwendet 

Modular home in Suton, Alaska

Modulare Gebäude können für -langfristige, vorübergehende oder dauerhafte Einrichtungen wie Baulager, Schulen und Klassenzimmer, zivile und militärische Unterkünfte und Industrieanlagen verwendet werden. Modulare Gebäude werden in abgelegenen und ländlichen Gebieten eingesetzt, in denen eine konventionelle Konstruktion möglicherweise nicht sinnvoll oder möglich ist, beispielsweise die Halley VI-Unterkunftskapseln, die für eine BAS-Antarktisexpedition verwendet werden.³ Other uses have included churches, health care facilities, sales and retail offices, fast food restaurants and cruise ship construction. They can also be used in areas that have weather concerns, such as hurricanes. Modular buildings are often used to provide temporary facilities, including toilets and ablutions at events. The portability of the buildings makes them popular with hire companies and clients alike. The use of modular buildings enables events to be held at locations where existing facilities are unavailable, or unable to support the number of event attendees.

Konstruktionsprozess 

Construction is offsite, using schlanke Fertigung techniques to prefabricate single or multi-story buildings in deliverable module sections. Often, modules are based around Standard-20-Fuß-Container, using the same dimensions, structures, building and stacking/placing techniques, but with smooth (instead of corrugated) walls, glossy white paint, and provisions for windows, power, potable water, sewage lines, telecommunications and air conditioning. Permanent Modular Construction (PMC) buildings are manufactured in a controlled setting and can be constructed of wood, steel, or concrete. Modular components are typically constructed indoors on Montagelinien. Modules' construction may take as little as ten days but more often one to three months. PMC modules can be integrated into site built projects or stand alone and can be delivered with MdEP, Einbauten und Innenausbau.

Die Gebäude werden zu 60 % bis 90 % extern in einer fabrik-kontrollierten Umgebung fertig gestellt und an der endgültigen Baustelle transportiert und montiert. Dabei kann es sich um das gesamte Gebäude oder um Bauteile oder Baugruppen größerer Bauwerke handeln. In vielen Fällen arbeiten Modulbauer mit traditionellen Generalunternehmern zusammen, um die Ressourcen und Vorteile der jeweiligen Bauweise zu nutzen. Fertige Module werden zur Baustelle transportiert und per Kran montiert.⁴ Placement of the modules may take from several hours to several days.

Permanent modular buildings are built to meet or exceed the same building codes and standards as site-built structures and the same architect-specified materials used in conventionally constructed buildings are used in modularer Aufbau projects. PMC can have as many stories as building codes allow. Unlike relocatable buildings, PMC structures are intended to remain in one location for the duration of their useful life.

Überlegungen zur Herstellung 

The entire process of modular construction places significance on the design stage. This is where practices such as Konstruktion für Fertigung und Montage (DfMA) are used to ensure that assembly tolerances are controlled throughout manufacture and assembly on site. It is vital that there is enough allowance in the design to allow the assembly to take up any "slack" or misalignment of components. The use of advanced CAD systems, 3d Drucken and manufacturing control systems are important for modular construction to be successful. This is quite unlike on-site construction where the tradesman can often make the part to suit any particular installation.

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  Schüttgut

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  Wände am Boden befestigt

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  Decke im Trockenbau in Spritzkabine

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  Dach gesetzt

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  Dachschindeln und Abstellgleis montiert

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  Bereit zur Lieferung auf die Baustelle

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  Zwei-stöckige modulare Wohnung

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  Pratt Modular Home "The Willow" Tyler Texas

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  Interior Pratt Homes Weidenküche

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  Pratt Modular Home called "The Entertainer". Tyler Texas

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  Pratt Modular Homes "The Briar Ritz"

Vorteile 

Die gleichzeitige Standortentwicklung und der Hochbau im Werk verkürzen den Zeitplan um 30 bis 50 Prozent

Modulare Gebäude haben aus verschiedenen Gründen Vorteile gegenüber konventionellen Gebäuden.

• Baugeschwindigkeit/schnellerer Return on Investment. Modular construction allows for the building and the site work to be completed simultaneously. According to some materials, this can reduce the overall completion schedule by as much as 50 percent . This also reduces labor, financing and supervision costs. To save even more time and money, nearly all design and engineering disciplines are part of the manufacturing process. Also unique to modular construction is the ability to simultaneously construct a building's floors, walls, ceilings, rafters, and roofs. During site-built construction, walls cannot be set until floors are in position, and ceilings and rafters cannot be added until walls are erected. On the other hand, with modular construction, walls, floors, ceilings, and rafters are all built at the same time, and then brought together in the same factory to form a building. This process can allow modular construction times of half that of conventional, stick-built construction.

• Innenausbau. Die Montage erfolgt witterungsunabhängig, was die Arbeitseffizienz steigern kann und Baumaterialschäden vermeidet.

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  Modulare Wohneinheit im Lager

  Fähigkeit, entfernte Standorte zu warten. Insbesondere in Ländern, in denen potenzielle Märkte weit entfernt von Industriezentren liegen, wie Australien, können viel höhere Kosten für den Bau eines vor Ort gebauten- Hauses in einer abgelegenen Gegend oder einem Gebiet mit einem Bauboom wie dem Bergbau anfallen Städte. Modulare Gebäude sind auch bei der Bereitstellung medizinischer und sanitärer Einrichtungen von Vorteil, wenn Zeit, Platz und Geld eine Rolle spielen.⁵

• Wenig Verschwendung. Da ständig dieselben Pläne erstellt werden, verfügt der Hersteller über genaue Aufzeichnungen darüber, welche Materialmenge für einen bestimmten Auftrag benötigt wird. Mit der Konsistenz können Bauherren Systeme entwerfen, die übliche Längen von Bauholz, Wandplatten usw. verwenden, Artikel mit maximaler Effizienz schneiden oder Sonderlängen in großen Mengen bestellen. Während der Abfall aus einer vor Ort gebauten -Wohnung normalerweise mehrere große Müllcontainer füllen kann, erzeugt der Bau einer modularen Wohnung viel weniger Abfall. Nach Angaben des britischen Konzerns WRAP lässt sich durch modulare Bauweise eine Materialeinsparung von bis zu 90 Prozent erreichen. Zu den minimierten Materialien gehören: Holzpaletten, Schrumpffolie, Pappe, Gipskarton, Holz, Beton, Ziegel und Zement.⁶

• Umweltfreundlicher Bauprozess. Der modulare Aufbau reduziert im Vergleich zu vor Ort- gebauten Strukturen Abfall und Baustellenstörungen. Die kontrollierte Umgebung der Fabrik ermöglicht eine genauere Konstruktion, während die zusätzlichen Materialien intern-recycelt werden können.⁷

• Flexibilität. Ein modulares Gebäude kann kontinuierlich erweitert werden, einschließlich der Schaffung von Hochhäusern.⁸ When the needs change, modular buildings can be disassembled and the modules relocated or refurbished for their next use reducing the demand for raw materials and minimizing the amount of energy expended to create a building to meet the new need. In essence, the entire building can be recycled in some cases.

• Qualität. Combining traditional building techniques, quality manufacturing and third-party agencies who offer random inspections, testing, and certification services for quality control, commercial modular buildings are built in strict accordance with appropriate local, state, and national regulations and codes. Due to the need to transport modules to the final site, each module must be built to independently withstand travel and installation requirements. Thus the final module-to-module assembly of independently durable components can yield a final product that is more durable than site-built structures. Modular buildings often use Strukturisolierte Paneele (SIPs) in construction, which offer a range of advantages over traditional building materials. SIPs panels are a light yet durable combination of panel board and either closed-cell Polyurethan (PU) or expanded Polystyrol (EPS) insulating foam. They are air-tight, and as such provide excellent thermal performance. They also offer superior damp and cold resistance when compared to timber and other materials, and are immune to both compression shrinking and cold bridging.⁹ Modular units may also be designed to fit in with external aesthetics of any existing building and modular units once assembled can be virtually indistinguishable from a site-built structure.

• Verbesserte Luftqualität – Many of the indoor air quality issues identified in new construction result from high moisture levels in the framing materials.^{Zitat benötigt} Because the modular structure is substantially completed in a factory-controlled setting using dry materials, the potential for high levels of moisture being trapped in the new construction is eliminated.

Modulare Gebäude können auch zu den LEED-Anforderungen in jeder Kategorie von Baustellen- beitragen und sogar einen Vorteil in den Bereichen nachhaltige Standorte, Energie und Atmosphäre, Materialien und Ressourcen sowie Raumklimaqualität bieten.¹⁰ Modular construction can also provide an advantage in similar categories in the International Green Construction Code.

Nachteile 

• Volumetrisch: Der Transport der fertigen modularen Gebäudeteile nimmt viel Platz in Anspruch.¹¹

• Flexibilität: Aufgrund von Transport- und manchmal Herstellungsbeschränkungen kann die Modulgröße begrenzt sein, was sich auf die Raumgröße auswirkt.¹²

• Einige Finanzinstitute zögern möglicherweise, einen Kredit für ein modulares Haus anzubieten.¹³

Marktakzeptanz

Raines Court is a multi-story modular housing block in Stoke Newington, London, eines der ersten beiden Wohngebäude dieser Art in Großbritannien. (Dezember 2005)

Einige Eigenheimkäufer und einige Kreditinstitute wehren sich dagegen, modulare Häuser als gleichwertig mit vor Ort gebauten -Häusern zu betrachten.^{Zitat benötigt} While the homes themselves may be of equivalent quality, entrenched zoning regulations and psychological marketplace factors may create hurdles for buyers or builders of modular homes and should be considered as part of the decision-making process when exploring this type of home as a living and/or investment option. In the UK and Australia, modular homes have become accepted in some regional areas; however, they are not commonly built in major cities. Modular homes are becoming increasingly common in Japanese urban areas, due to improvements in design and quality, speed and compactness of onsite assembly, as well as due to lowering costs and ease of repair after earthquakes. Recent innovations allow modular buildings to be indistinguishable from site-built structures.¹⁴ Surveys have shown that individuals can rarely tell the difference between a modular home and a site-built home.¹⁵

Modulare Häuser vs. Mobilheimebearbeiten

Zu den Unterschieden gehören die Bauvorschriften, die den Bau regeln, die Art der verwendeten Materialien und wie sie von Banken für Kreditvergabezwecke bewertet werden. Modulare Häuser werden entweder nach lokalen oder staatlichen Bauvorschriften gebaut, im Gegensatz zu Fertighäusern, die ebenfalls in einer Fabrik gebaut werden, aber einer Bundesbauordnung unterliegen.¹⁶ The codes that govern the construction of modular homes are exactly the same codes that govern the construction of site-constructed homes.^{Zitat benötigt} In the United States, all modular homes are constructed according to the Internationale Bauordnung (IBC), IRC, BOCA or the code that has been adopted by the local jurisdiction.^{Zitat benötigt} In some states, such as California, mobile homes must still be registered yearly, like vehicles or standard trailers, with the Department of Motor Vehicles or other state agency. This is true even if the owners remove the axles and place it on a permanent foundation.¹⁷

Erkennen eines Mobil- oder Fertighausesbearbeiten

Ein Wohnmobil sollte außen an jedem Abschnitt ein kleines Metallschild haben. Wenn Sie kein Etikett finden können, sollten Sie in der Lage sein, Details über das Haus in der Schalttafelbox zu finden. Dieses Etikett sollte auch ein Herstellungsdatum enthalten.¹⁸ Modular homes do not have metal tags on the outside but will have a dataplate installed inside the home, usually under the kitchen sink or in a closet. The dataplate will provide information such as the manufacturer, third party inspection agency, appliance information, and manufacture date.

Materialien 

The materials used in modular homes are typically the same as site constructed homes. Wood-frame floors, walls and roof are often utilized. Some modular homes include brick or stone exteriors, granite counters and steeply pitched roofs. Modulars can be designed to sit on a perimeter foundation or basement. In contrast, mobile homes are constructed with a steel chassis that is integral to the integrity of the floor system. Modular buildings can be custom built to a client's specifications. Current designs include multi-story units, multi-family units and entire apartment complexes. The negative stereotype commonly associated with mobile homes has prompted some manufacturers to start using the term "off-site construction."

New modular offerings include other construction methods such as Brettsperrholz- frames.¹⁹

Finanzierung 

Mobile Unterkünfte often require special lenders.

Modulare Häuser on the other hand are financed as site built homes with a construction loan

Standards und Zonierungsüberlegungen 

Typischerweise werden modulare Wohnungen nach örtlichen, staatlichen oder kommunalen Vorschriften gebaut, was dazu führt, dass Wohnungen aus einer gegebenen Produktionsstätte unterschiedliche Konstruktionsstandards haben, abhängig vom endgültigen Bestimmungsort der Module.²¹ The most important zones that manufacturers have to take into consideration are local wind, heat, and snow load zones.²² For example, homes built for final assembly in a hurricane-prone, earthquake or flooding area may include additional bracing to meet local building codes. Steel and/or wood framing are common options for building a modular home.

Some US courts have ruled that Zonierung restrictions applicable to mobile homes do not apply to modular homes since modular homes are designed to have a permanent foundation.^{Zitat benötigt} Additionally, in the US, valuation differences between modular homes and site-built homes are often negligible in Immobilienbewertung practice; modular homes can, in some market areas, (depending on local appraisal practices per Einheitliche Standards professioneller Beurteilungspraxis) be evaluated the same way as site-built dwellings of similar quality. In Australia, manufactured home parks are governed by additional legislation that does not apply to permanent modular homes. Possible developments in equivalence between modular and site-built housing types for the purposes of Immobilienbewertungen, Finanzierung und Zoneneinteilung können den Verkauf von modularen Häusern im Laufe der Zeit steigern.²³

In Wales (UK), a businessman authorized the placement of 6 mini modular homes called "Pods" for homeless persons on private property.²⁴

Stärke aufbauenbearbeiten

Modular homes are designed to be stronger than traditional homes by, for example, replacing nails with screws, adding glue to joints, and using 8–10 percent more lumber than conventional housing.²⁵ This is to help the modules maintain their structural integrity as they are transported on trucks to the construction site. However, there are few studies on the response of modular buildings to transport and handling stresses. It is therefore presently difficult to predict transport induced damage.¹

When FEMA studied the destruction wrought by Hurrikan Andrew in Dade County Florida, they concluded that modular and Mauerwerk homes fared best compared to other construction.²⁶

CE Kennzeichnungbearbeiten

The CE-Zeichen is a construction norm that guarantees the user of mechanical resistance and strength of the structure. It is a label given by Europäische Gemeinschaft empowered authorities for end-to-end process mastering and traceability.^{Zitat benötigt}

Alle Fertigungsvorgänge werden überwacht und aufgezeichnet:

• Lieferanten müssen bekannt und zertifiziert sein,

• Zu beziehende Rohstoffe und Waren sind nach verwendeten Chargen zu erfassen,

• Elementarprodukte werden erfasst und ihre Qualität überwacht,

• Die Montagequalität wird Schritt für Schritt verwaltet und bewertet,

• Wenn eine modulare Einheit fertiggestellt ist, wird eine ganze Reihe von Tests durchgeführt, und wenn die Qualitätsstandards erfüllt werden, wird eine eindeutige Nummer und ein EG-Stempel an und auf der Einheit angebracht.

This ID and all the details are recorded in a Datenbank, Der Produzent muss jederzeit in der Lage sein, alle Informationen aus jedem Schritt der Produktion einer einzelnen Einheit zu beantworten und bereitzustellen. Die EG-Zertifizierung garantiert Standards in Bezug auf Haltbarkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Wind und Erdbeben.^{Zitat benötigt}

Oberflächen und Veredelungenbearbeiten

Modular buildings can be assembled on top of multiple foundation surfaces, such as a crawl space, stilts (for areas that are prone to flooding), full Keller or standard slab at grade. They can also be built to multi-story heights. Motels and other multi-family structures have been built using modular construction techniques. The height to which a modular structure can be built depends on jurisdiction, but a number of countries, especially in Asia, allow them to be built to 24 floors or more.^{Zitat benötigt}

Exterior wall surfaces can be finalized in the plant production process or in the case of brick/stone veneers, field applications may be the builders' choice. Roof systems also can be applied in the field after the basic installation is completed.

Regionale Unterschiede in den USA bei modularem Aufbaubearbeiten

Wetter, Bevölkerungsdichte, geografische Entfernungen und lokale Wohnarchitektur spielen eine Rolle bei der Verwendung von Modulbauweise für den Wohnungsbau. Da modulares Bauen so anpassungsfähig ist, hat es begonnen, alle Regionen der USA zu durchdringen^{Zitat benötigt}

Nordostbearbeiten

Modulares Haus in Vermont

The northeast is populated with factories that can combine modular housing design with other construction methods such as panelization and SIP. Modulare Häuser werden in der Regel genauso behandelt wie traditionelle Häuser, daher gelten für sie die gleichen Zonengesetze wie für ein aus Stock -gebautes Haus. Dieser Prozess ist anders als bei Fertighäusern, für die tendenziell strengere Anforderungen gelten.²⁷ Regional differences exist in the use of modular, panelized, and precut construction methods. Of the U.S. Census Bureau's four national subregions, the Northeast has the highest percentage of single-family homes constructed offsite exclusive of manufactured homes, with 7 percent of new homes being modular and 3 percent of homes built with panelized sections or precut materials in 2018.²⁸Modules are typically limited to 16' width and up to 70' lengths because of the narrow road structure and densely populated areas of the region.^{Zitat benötigt} Other limitations are placed on transportation to locations such as Connecticut, Cape Cod, and Long Island.^{Zitat benötigt}

Mittel-Atlantikbearbeiten

The Mid-Atlantic region is similar to the northeast, in terms of building design and transport restriction to modules to a width of not more than 16'.^{Zitat benötigt}

Süd-Ostbearbeiten

Hersteller im Südosten beschränken oft ihre Möglichkeiten, Häuser individuell anzupassen, und konzentrieren sich auf sehr traditionelle einstöckige Grundrisse.^{Zitat benötigt} Much of the south is in coastal and high wind areas; modular construction may prove appealing in this area as it is already inherently stronger as it must be built for transport and craned installation, therefore offering wind resistance as good or higher than site-built construction.^{Zitat benötigt}

Zentralebenebearbeiten

Die Staaten der zentralen Ebene bestehen typischerweise aus landwirtschaftlichen und ländlichen Gemeinden. Ranchhäuser sind die Hauptstütze der Region. Die modulare Konstruktion ist anfällig für starke Stürme und Tornados und bietet die Möglichkeit, diesen Sturmmustern besser standzuhalten als ihr vor Ort gebautes Gegenstück.^{Zitat benötigt} The inter-module attachments that must be made when assembling a modular home on a foundation offer an inherently stronger home than site built construction can offer.^{Zitat benötigt} Interior finishes on both the walls and ceilings are typically textured. Corners on interior walls are typically rounded and finish trim around windows is optional. Because of the wider road and lower population density, modules can be as wide as 20' and as long as 90'. The ability to provide larger modules reduces the amount of modules needed to complete a home.

Rockiesbearbeiten

Home design in this area ranges from Chalet style homes to log cabin style homes. Manufacturers in the region therefore provide a number of styles of homes. Capability varies from factory to factory as well as the ability to do complete customization of floor plans. Transportation is limited mostly to 16' wide modules to travel the roads of the area.^{Zitat benötigt}

Westküstebearbeiten

Die hohen Lebenshaltungskosten in Küstengebieten und insbesondere in Kalifornien können der modularen Bauweise aufgrund ihrer geringeren Kosten einen Vorteil verschaffen.^{Zitat benötigt} Extreme building regulation and environmental requirements can delay the start of residential construction.^{Zitat benötigt} Several factories specialize in environmentally responsible construction by following green construction standards and offering zero energy homes.^{Zitat benötigt}

Das Leben in Küstengebieten bedeutet auch, dass die modulare Hausstruktur stark genug sein sollte, um Winden mit hoher Geschwindigkeit standzuhalten. Modulare Häuser, richtig gebaut, haben eine solche Widerstandsfähigkeit, um hohen Windgeschwindigkeiten ohne Schadensprobleme standzuhalten.^{Zitat benötigt}

Offenes modulares Gebäudebearbeiten

The term Modularity can be perceived in different ways. It can even be extended to building P2P (peer-to-peer) applications; where a tailored use of the P2P technology is with the aid of a modular paradigm. Here well-understood components with clean interfaces can be combined to implement arbitrarily complex functions in the hopes of further proliferating self-organising P2P technology. Open modular buildings are an excellent example of this. Modular building can also be Open Source and green. Bauwens, Kostakis and Pazaitis²⁹ elaborate on this kind of modularity. They link modularity to the construction of houses.

Diese auf Commons- basierende Aktivität ist auf Modularität ausgerichtet. Der Bau modularer Gebäude ermöglicht es einer Gemeinschaft, Entwürfe und Werkzeuge für alle verschiedenen Teile des Hausbaus auszutauschen. Ein sozial-orientiertes Unterfangen, das sich mit der äußeren Architektur von Gebäuden und der inneren Dynamik von Open Source Commons befasst. Den Menschen werden damit die Werkzeuge an die Hand gegeben, um die Öffentlichkeit in ihrem Wohngebiet neu zu gestalten, insbesondere in städtischen Umgebungen. Es gibt ein robustes soziales Element, das an vor-volkstümliche Architektur und gemeinschaftsbasiertes- Bauen erinnert.³⁰

Einige Organisationen bieten bereits modulares Wohnen an. Solche Organisationen sind relevant, da sie den Online-Austausch von Bauplänen und Werkzeugen ermöglichen. Diese Pläne können dann zusammengestellt werden, entweder durch digitale Fertigung wie 3D-Druck oder sogar durch die Beschaffung kostengünstiger Materialien-von lokalen Gemeinden. Es wurde festgestellt, dass angesichts der einfachen Verwendung dieser kostengünstigen- Materialien (z. B. Sperrholz) die Durchdringung dieser offenen Gebäude in Gebieten oder Gemeinden, denen das Wissen fehlt, erhöht werden kann{{3 }}Wie oder Fähigkeiten herkömmlicher Architektur- oder Bauunternehmen. Ergo ermöglicht es eine grundsätzlich standardisiertere Bauweise von Häusern und Gebäuden. Die übergreifende Idee dahinter bleibt der Schlüssel -, um einen einfachen Zugriff auf benutzerfreundliche- Layouts zu ermöglichen, mit denen jeder auf nachhaltigere und erschwinglichere Weise bauen kann.

Modularität in diesem Sinne baut ein Haus aus verschiedenen standardisierten Teilen, wie das Lösen eines Puzzles.

3d Drucken can be used to build the house.

The main standard is OpenStructures and its derivative Autarkytektur.³¹

Schlüsselmärktebearbeiten

Permanente modulare Gebäude können überall dort eingesetzt werden, wo eine Stangenkonstruktion verwendet wird.{0}} Die Hauptmärkte, die bedient werden, sind K-12-Bildung, Studentenwohnheime für Hochschulen, Büro- und Verwaltungsflächen, Einzelhandel und Gastgewerbe, Gesundheitswesen und öffentlich finanzierte Einrichtungen.

Forschung und Entwicklungbearbeiten

Der modulare Aufbau ist weltweit Gegenstand fortgesetzter Forschung und Entwicklung, da die Technologie auf immer höhere Gebäude angewendet wird. Forschung und Entwicklung werden von Modulbauunternehmen und Forschungsinstituten wie dem Modular Building Institute durchgeführt³² and the Steel Construction Institute,.³³