건설분야는 오래전 부터 호텔, 병원에서 데이터 센터, 창고에 이르기까지 다양한 건설 프로젝트에서 환자 헤드 월, 배관 어셈블리, MEP 랙, 외벽 패널, 욕실 포드 및 도어와 같이 Offsite에서 제작된 모듈을 이미 사용하고 있다. 일부 건설 프로젝트는 시공작업의 90%가 오프사이트에서 수행된다(Jenn Goodman, 2020.2.3).
머리말
조립식 건설 시공 방식을 채택한 GC는 고객 요구를 충족하는 자연스러운 진화이다.
2012년부터 프로젝트에 조립식 모듈을 사용해 온 Mortenson 장비 및 공급망 관리 담당 선임 이사 Nate Haack은 덴버 Saint Joseph Hospital에서 처음으로 376개 조립식 헤드 월, 440개 조립식 욕실 포드, 346개 외부 패널및 166개 멀티 트레이드랙을 포함한 모듈러 프로젝트에 참여하고 있다. 수술실은 천장 위에 모듈식 시스템을 사용하여 수술실 향후 개조를 위한 유연성을 제공했다.
모듈러 건설 장점
딜로이트 엔지니어링 및 건설 실무 책임자이자 딜로이트 2020년 건설 및 엔지니어링 산업 전망 저자인 Michelle Meisels는 오프사이트 건설의 이점은 조립 라인 효율성과 공장 생산 제어 환경에서 가능하다고 말한다.
“모듈화 및 사전 제작 기술은 인건비를 절약 할뿐만 아니라 현장에서 필요한 인건비를 줄여 프로젝트 일정을 단축할 수 있다.”고 그녀는 말한다.
Haack에 따르면 낭비 감소, 현장 안전 증가, 혼잡 감소, 교대로 프로젝트 일부 실행 가능 등의 이점은 절약된 시간 이상이다.
모듈러 건설은 초기 미국 건설 시장의 약 3%에 불과했지만, 최근 프로젝트에서 Marriott와 Hilton 등 호텔 브랜드와 McDonald 's 레스토랑에 적용되어 시장이 더욱 확장되고 있다. 건설 대기업 Skanska는 BoKlok 모듈식 주택 개념에 대해 가구 회사 IKEA와 제휴 후 개발하고 있으며, 지금까지 스웨덴, 핀란드, 노르웨이에서 약 11,000 채의 주택 시공에 적용했다.
최근 Dodge Data & Analytics 설문 조사에 응한 계약자, 엔지니어 및 건축가의 80%가 기존 건축에 비해 비용 예측 가능성과 고객 만족도가 높다고 보고했다. 연구에 따르면 조립식 및 모듈식 건설 기술의 사용이 증가할 것으로 예상되며, 향후 3년 동안 거의 15% 증가할 것으로 예상되었다.
기술 고려 사항
DPR 건설 프로젝트 책임자인 Bryan McCaffrey 에 따르면 고려해야 할 많은 요소가 있으며 모든 상황이 Prefab에 적합한 것은 아니라 말한다. 예를 들어, 최근 DPR 프로젝트 팀은 병원 프로젝트에 조립식 외관을 사용하지 않기로 결정했다. 병실의 일광양을 제한했기 때문이다. 이런 오너 요구사항과 현실에 맞지 않는 문제들은 모듈러 시공에서 언제든 발생할 수 있다.
모듈러 공정을 최적화하는 데는 BIM이 도움이 된다. DPR사 Gyabaah는
"선수가 되려면 끊임없는 R&D 노력이 필요하다"고 말한다. 모듈이 조립 또는 제조되기 시작하면 조정이 제자리에 조립될 수 있도록하는 데 필요한 정밀도가 기술에 의해 가능해졌. 먼저 설계한 다음 모듈 방식으로 구축할 수있는 것을 확인하는 대신, 프로젝트 라이프 사이클의 맨 처음에 모든 건축, 설계, 시공 분야가 함께 모여, 모듈러 시공 프로세스를 검증하는 것이 좋다.
15년 동안 Offsite 모듈을 사용해 온 DPR은 건축가와 디자이너가 의사 소통 할 수 있는 Autodesk Revit, CAD, CNC, 로보틱스 기술 등을 활용해 VDC(Virtual Design and Construction)기술을 채택하기 시작하면서 기술을 축적해왔다.
VDC (DPR)
PCL Construction McCaffrey는 “건물을 제품으로 보고, 제조부터 조립까지 전체 프로젝트를 설계 할 수 있는 기술은 도움이 되었다.” 라고 말한다.
DPR은 두 개의 모듈러 제조 공장을 운영하고 있다. 피닉스에 있는 성형 금속 제조 업체인 Digital Building Components와 플로리다 주 올랜도에있는 모듈식 욕실 장치 제조업체인 SurePods이다. DPR은 이런 접근을 계속 확장할 계획이다.
도전 과제
모듈러 조립 공장 가용 용량, 장비 운영 및 자동화 관련 고정 시설에 대한 막대한 선행 투자, 일부 건축 법규 및 규정 미비 등은 이 분야의 도전과제이다. PCL의 Agile 사업부는 의료, 석유 가스 및 에너지 부문, 상업용 건물, 통신 및 항공 부문을 포함한 다양한 프로젝트에서 조립식 요소를 사용한다. Galvin은 향후 3년 동안 회사 리더들이 북미 시장에서 오프사이트 건설이 3배 성장할 것으로 예상한다고 말했다.
캐나다 온타리오에 있는 PCL 오프 사이트 제조 시설에서는 배터리 에너지 저장 모듈, 보행자 다리 및 계단, 욕실 포드, 외벽 패널, 운영 및 유지 보수 현장 사무소, 태양열 프로젝트용 나선형 파일 등 다양한 품목을 제조한다. PCL은 산업 프로젝트를 위한 증기 발생기, 선박 및 파이프를 제조하는 알버타와 캘리포니아에 140 에이커의 제조 및 모듈식 조립 시설을 보유하고 있다.
오프사이트 작업은 사전 설계에서 시공 완료에 이르기까지 모든 이해 관계자들 간의 매우 높은 수준의 커뮤니케이션을 요구한다. 예를 들어, 공급 업체와의 효과적인 협업은 배송이 필요한 날 또는 필요한 시간 적시 도착 요구사항에 매우 중요하다고 Haack은 말한다.
PCL Galvin은 "프로젝트 라이프 사이클의 맨 처음에 모든 건축, 설계, 시공 분야가 함께 모이는 이상적인 상황입니다.이를 통해 궁극적인 가치를 창출 할 수 있기 때문입니다 "라고 말했다.
MEP 빌딩 시스템 공급업체인 Southland Industries 건설 관리자인 Rob Delawder는 정확한 일정을 개발하고 프로젝트 팀의 모든 구성원에게 전달해야 한다고 말한다. 그는 최근 몇 년 동안 Southland 관리자들이 모듈러 시공 요구가 증가했다고 말한다. 지역 프로젝트 책임자인 Samir Mustafa는 설계 시작 전에 전체 팀이 조율되도록 노력하고 있다.
Southland, Balfour Beatty 및 펜실베이니아 대학 병원이 건설중인 15억 달러 규모의 의료 파빌리온 프로젝트 팀은 IPD(Integrated Project Delivery) 접근 방식을 사용하여 모든 사람이 동일한 정보를 유지하도록 했다. 기계, 배관 및 건식 벽체와 같은 시간 집약적인 건설 작업을 위해 조립식을 사용한다. 595개 기계식 랙, 504개 욕실 포드, 의료용 가스용 47개 구역 밸브 박스가 60,000평방 피트 창고에 건설되고, 2마일 떨어진 부지까지 트럭으로 운송되고 있다.
Balfour Beatty 웹 사이트에 따르면 단일 욕실 포드는 작업 시간 80시간 내에 완료할 수 있으며 26명 작업자팀이 동시에 14개 포드를 구성 할 수 있다. 가장 큰 랙은 길이 18피트, 너비 8피트, 깊이 4피트이며 이를 만드는 데 하루가 걸린다고 Southland 프로젝트 엔지니어 Brian Sanvido가 말했다. MEP 자재 및 랙에 QR 코드를 부착해, 진행 상황을 추적하고 현장에 적시 납품을 충족하기 위해 생산을 조정하고 있다.
시장 기회
McKinsey Global Institute 파트너인 Jan Mischke는 오프사이트 건설을 성장 기회로 보아야 한다고 말한다. Mischke가 저술한 최근 McKinsey 연구에 따르면 모듈식 건설을 채택한 건설 회사는 현장 건설이 상품화된 접근 방식으로 바뀌면서 역할이 바뀔 것으로 예상한다. DPR의 McCaffrey는 풀스택으로 가는 길을 오랫동안 노력해 왔다. 그는 결국 이 기술과 방법론을 확보할 것이라 말한다.
레퍼런스
Jenn Goodman, 2020.2.3, Modular Monitor: PCL, Clark, DPR, Mortenson, others embrace offsite construction
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