وتعاني المطارات في جميع أنحاء العالم من ضغوط هائلة لتوسيع وتحديث مرافقها مع ارتفاع عدد الركاب وارتفاع التوقعات المتعلقة بخبرات السفر التي لا تحصى، ومن المتوقع أن تنمو سوق تشييد المطارات التجارية العالمية زيادة كبيرة خلال العقد القادم، وذلك بسبب زيادة حركة المرور الجوي والحاجة إلى تحسين البنية التحتية القديمة، وكثيرا ما تنطوي طرق التشييد التقليدية للتوسع في مواقع الطيران على جداول زمنية طويلة، وارتفاع التكاليف، وتوقف كبير في عمليات المطارات.

ما هو البناء النموذجي؟

ويشمل البناء النموذجي، المعروف أيضاً باسم التشييد خارج الموقع أو الصنع المسبق، أقساماً للبناء الصناعي معروفة بوحدات في مصنع قبل نقلها إلى موقع المشروع للتجمع النهائي، ويمكن أن تتراوح هذه الوحدات بين لوحات الجدار البسيطة وغرفة كاملة الصنع كاملة الكمال مع نظم الميكانيكي والكهرباء والسباكة، وفي سياق محطات المطارات، كثيراً ما تستخدم الوحدات في المجاري، ومكونات التجزئة، وأجهزة السقف.

ويتمثل الفرق الرئيسي في البناء التقليدي في أن جزءا كبيرا من العمل يحدث في وقت واحد في بيئة خاضعة للمراقبة، بينما يجري إعداد المواقع، والعمل التأسيسي، والوصلات المتعلقة بالمرافق العامة بالتوازي، وهذا التداخل بين الأنشطة يضغط بشدة على الجدول العام للمشروع، كما أن التشييد النموذجي يستغل أيضا تقنيات التصنيع المتقدمة مثل نماذج المعلومات المتعلقة بالبناء، والإنتاج الافتراضي، وبروتوكولات صارمة لضمان الجودة، مما يؤدي إلى عناصر تفي بمعايير البناء الموقعي أو تتجاوزها.

وهناك نهجان رئيسيان للتشييد النموذجي في أماكن المطارات:

  • Volumetric modular construction:] Entire three-dimensional room-sized units (e.g., a restroom pod, a retail kiosk, or a gate waiting area) are built and terminated in the factory, then craned into place. This method offers the highest degree of prefabrication and speed.
  • Panelized construction:] Flat components such as wall panels, floor panels, and roof trusses are prefabricated and assembled on-site. This approach offers more design flexibility and is often used for larger spans and curved geometry common in terminal structure.

ويمكن الجمع بين كلا الأسلوبين، ولا تزال الابتكارات في الهندسة الموحّدة تدفع حدود ما يمكن أن يكون مهيّئاً مسبقاً للمطارات.

الفوائد الرئيسية للتشييد النموذجي في التوسعات النهائية للمطارات

1 - التعجيل بالمشروع

فالزمن عامل حاسم في التوسع في المطار، حيث أن كل شهر من أعمال البناء يمكن أن يعني ضياع الإيرادات والقدرات، ويمكن للتشييد النموذجي أن يقلل من جداول المشروع الإجمالية بنسبة تتراوح بين 30 و 50 في المائة مقارنة بالطرق التقليدية، فعلى سبيل المثال، يمكن إنجاز توسيع المحطة الطرفية لمدة سنتين باستخدام التشييد التقليدي باستخدام أساليب نموذجية، ويتم تحقيق هذا التسارع من خلال مسارات عمل موازية: في حين يجري تشغيل وحدة حفر المواقع وبواباتها،

2 - كفاءة التكاليف والقدرة على التنبؤ

إن تجاوز التكاليف شائع بشكل ملحوظ في مشاريع البنية التحتية الكبيرة، فالتشييدات النموذجية تتيح إمكانية أكبر للتنبؤ بالتكاليف بسبب بيئة المصنع الخاضعة للرقابة، والعقود ذات السعرات الثابتة، وانخفاض الاحتياجات الطارئة في الموقع.

  • Reduced labor costs:] Factory labor is often more productive and less expensive than on-site trades, particularly in regions with high construction wages or labor shortages.
  • Minimized material waste:] Precise cutting and assembly in a factory setting reduce waste by up to 90% compared to on-site construction.
  • Lower financing costs:] Shorter project durations mean lower interest payments on construction loans and earlier revenue generation.
  • أعمال إعادة العمل المُؤذَلة: ]] Factory quality control and pre-installation testing reduce the need for costly on-site fixes.

وعموما، يمكن لمالكي المطارات أن يتوقعوا تحقيق وفورات تتراوح بين 10 و 20 في المائة في مجموع تكاليف المشاريع عندما تطبق النهج النموذجية تطبيقا ذكيا.

3- الإحباط التشغيلي المخفف

وتؤثر محطات المطارات تأثيرا مباشرا على شركات الطيران والمسافرين ومستأجري التجزئة، وكثيرا ما يتطلب البناء التقليدي فترات طويلة من الضوضاء، والغبار، وحركة المعدات، وإغلاق الممر، كما أن البناء المتنقل يتحول إلى أغلبية الأنشطة المعطلة خارج الموقع، فالتجمع في الموقع أكثر هدوءا وأنظف، ويمكن أن يُحدد في كثير من الأحيان خلال ساعات عمل منخفضة الارتداد، مثل اللوحات التي تُسلَّم في المطارات.

4- مراقبة الجودة والقابلية للاستمرار

وتتيح البيئات التي تسيطر عليها العوامل وجود درجة حرارة ثابتة، ورطوبة، ومعدل رطوبة الضوء، وهو مثالي للعمل الدقيق، وتخضع كل وحدة من الوحدات لعمليات تفتيش متعددة الجودة أثناء النسيج، بما في ذلك عمليات التفتيش على السلامة الهيكلية، ومقاومة الحرائق، والأداء الصوتي، وتكامل النظام، ويصعب تحقيق هذا المستوى من التدقيق في موقع البناء المشغّل الذي يتعرض لمتغيرات الطقس، كما أن الندوب تبنى لتتحمل على أساس عمليات صيانة النقل التقليدية، التي كثيرا ما تؤدي إلى زيادة في ظروفها.

5- مرونة التصميم والقابلية للاعتماد في المستقبل

وعلى عكس ما يتصوره سوء الفهم بأن البناء النموذجي يحد من الإبداع المعماري، فإن النظم الحديثة النموذجية يمكن أن تستوعب الجيولوجيا المعقدة، والقطع الكبيرة، والانتهاء من التخدير المتنوع، وكثيرا ما تتطلب محطات المطارات وحدات متطورة من حيث التقلب، وأسطح مجهزة، وأفران متطورة يمكن تحقيقها من خلال حلول متحركة، فضلا عن أن مكوناتها ذات قيمة بالنسبة للمطارات.

6 - تعزيز السلامة والاستدامة

كما أن البناء خارج الموقع يقلل كثيراً من المخاطر المرتبطة بالعمل في المرتفعات أو في الأماكن المحصورة أو بالقرب من العمليات الجارية في المطارات، إذ يستفيد العاملون في المصنع من محطات العمل المسببة للثورة، والبيئات الخاضعة للرقابة، وبروتوكولات السلامة الموحدة، مما يؤدي إلى انخفاض الحوادث، ومن منظور الاستدامة، ينتج البناء النموذجي أقل من النفايات التعميمية للتشييد، ويقلل من استخدام المياه في الموقع، ويقلل من انبعاثات الكربون بسبب قلة الرحلات التي تتجه إليها مركبات البناء.

التحديات والنظر في المسألة

وفي حين أن هذه المزايا قاهرة، فإن البناء النموذجي للمحطات الطرفية للمطارات ليس بدون تحديات، فالتخطيط الدقيق والتنسيق ضروريين لتجنب حدوث شللات.

النقل واللوجستيات

ويمكن أن تكون الطرق كبيرة وثقيلة، وتتطلب مركبات نقل متخصصة وتخطيط طرق، وكثيرا ما تقع المطارات في المناطق الحضرية المكتظة أو بالقرب من الجسور التي تفرض قيودا على الوزن، فالمشاركة المبكرة مع سلطات النقل والتخطيط اللوجستي المفصل أمران بالغا الأهمية، فعلى سبيل المثال، يجب أن تبحر الوحدات المخصصة لمطار مثل لندن هيثرو طريق مركب وطرق محلية ذات قيود على الارتفاع يمكن أن تضيف شهورا إلى الجدول الزمني للمشروع إذا لم تعالج في وقت مبكر.

Site Access and Crane Capacity

فالطرق التي تصل إلى المطار تحتاج إلى طرق واضحة وحفر كاف للرفع إلى مكانه، ويمكن أن تؤدي المصابيح النشطة والسيارات والبنى الطرفية إلى تقييد الوصول، وقد تحتاج المطارات إلى تحديد مواعيد عمليات التسليم خلال النوافذ المنخفضة الدخل (مثلاً 2 صباحاً) واستخدام الحفر المتنقلة القادرة على الوصول إلى 50 متراً مع حمولات ثقيلة.

التكامل مع الهياكل القائمة

ونادرا ما يحدث توسع نهائي في عزلة؛ ويجب أن تدمج الوحدات الجديدة بلاسقة مع أجهزة الإنذار القائمة بنظم البناء، وأجهزة الإنذار بقذائف الهاشمية، والأمن، وشبكات البيانات، ومناولة الأمتعة؛ وتحتاج المقاطعات إلى تنسيق دقيق للتصميم، وأي تناقضات بين وحدات المصنع وظروف الموقع يمكن أن تسبب تأخيرات، واستخدام مسح ثلاثي للهياكل القائمة، وتتطلب قدرا كبيرا من التسامح إزاء التباين في تصميم الوحدات (مثلا، تفاصيل الاتصال القابلة للتعديل).

الموافقة والقوارئ التنظيمية

وتختلف مدونات المباني، وتقديرات الحرائق، والاحتياجات السيزمية حسب الولاية القضائية، ويجب التصديق على المكونات النموذجية كجزء من المبنى بأكمله، وقد تكون بعض الهيئات التنظيمية غير مألوفة مع أعمال التشييد خارج الموقع، مما يؤدي إلى فترات أطول للموافقة عليها، كما أن إشراك مسؤولي البناء في وقت مبكر وتوفير وثائق اختبار واسعة النطاق - مثل اختبارات مقاومة الحرائق بالنسبة لمشتركات الوحدات - أمر أساسي.

الاستثمار المباشر في التصميم

وتتطلب المشاريع النموذجية إنجازا كبيرا للتصميم قبل بدء الصنع، ويمكن أن يكون هذا الجهد التصميمي المحمل مقدما من 20 إلى 30 في المائة من مجموع مدة المشروع، مقارنة بما قد يكون 10 في المائة للمشاريع التقليدية، ويجب على أصحاب الملكية وأفرقة التصميم الالتزام باتخاذ القرارات في وقت مبكر ومقاومة التغييرات في التصميم بعد بدء الصنع، ويمكن أن تكون طلبات التغيير في المشاريع النموذجية باهظة التكلفة لأنها تؤثر على وحدات متعددة بالفعل في الإنتاج.

دراسات الحالة وقصود النجاح

وقد أظهرت عدة مطارات في جميع أنحاء العالم جدوى البناء النموذجي للتوسعات النهائية، فيما يلي ثلاثة أمثلة بارزة تبرز مختلف التطبيقات والدروس المستفادة.

مطار لندن هيثرو - المحطة ٢

وكان الهيثرو واحدا من أكثر المطارات تهجيرا على الصعيد العالمي، وقد احتضن أساليب نموذجية للتعجيل بعمليات التحديث دون المساس بالعمليات، وخلال التوسع في محطة طرفية 2، استخدمت الوحدات في قاعات نظام مناولة الأمتعة وعدد من صالات الركاب، وحقق المشروع تخفيضا بنسبة 30 في المائة في وقت البناء ووفورات كبيرة في التكاليف، وشملت العوامل الرئيسية المشاركة المبكرة للمتعاقد في منطقة النقل البحري في أثناء تصميم واستخدام حلول أوسع نطاقا للمسافرين لحل المواجهات

مطار تشانغي سنغافورة - اليهود والمصطلحات

و لمجمع الجوهرات (مجمع التجزئة و مركز الجذب المختلطين) و (المحطة 1 و 2 و 3) تم استخدام الطرق النموذجية لصناعة الصلب الهيكلية وعناصر المزلاجات مما سمح بحشد السقف الزجاجي المكشوف بسرعة

مطار دنفر الدولي - تجديد قاعة المحكمة الكبرى

تجديد قاعة مطار (دينفر) العظيم هو برنامج رئيسي يتضمن عناصر نموذجية المشروع يتضمن استبدال سقف النسيج المكوني، وتحسين مناطق التفتيش الأمني، وتوسيع التجزئة وأماكن الإقامة، و بالنسبة للتوسع الأمني، تم استخدام هياكل البرمجيات المجهزة مسبقاً في أماكن العمل، و تم بناء هذه الوحدات خارج الموقع، ورفعها إلى المحطة النهائية الحالية خلال فترات إغلاقها ليلاً،

وتدل هذه الحالات على أن البناء النموذجي ليس حلاً واحداً يناسب الجميع، بل هو عندما يطبق على النطاق الصحيح - مثل الوحدات المتكررة، والهياكل ذات النطاق الواسع، أو النظم التي تتطلب قدراً كبيراً من الدقة - يحقق فوائد قابلة للقياس، وتشمل الدروس المستفادة من هذه المشاريع أهمية إشراك أصحاب المصلحة في وقت مبكر، والتخطيط السوقي الشامل، وإدارة التفاعل القوي.

الخلاصة والتوقعات المستقبلية

ويثبت البناء النموذجي أنه نهج تحويلي لمشاريع التوسع في محطات المطارات في جميع أنحاء العالم، إذ يمكن للمطارات، عن طريق تحويل جزء كبير من أعمال التشييد خارج الموقع، أن تحقق جداول زمنية أسرع، وتكاليف أقل، ونوعية أعلى، وأقل تعطيلا من الأساليب التقليدية - كلها، مع تحسين السلامة والاستدامة، ومع استمرار نمو حركة الطيران وتواجه المحطات ضغطاً لتشغيل أساليب غير ثابتة، توفر طريقاً لتوسيع القدرات دون إغلاق العمليات.

وسيؤدي التقدم في التكنولوجيا إلى زيادة تعزيز إمكانات الوحدات، وسيؤدي استخدام التوأم الرقمي، والنسيج الآلي، ونظم النقل المستقلة إلى زيادة كفاءة إنتاج الوحدات، كما أن التصنيع في الموقع يتوافق تماما مع دفع صناعة الطيران نحو انبعاثات صافية من الطاقة، حيث يمكن أن تُصنع مكونات البناء المصنعية بالكربون الأقل ترابطا، كما أن العديد من سلطات المطار الرئيسية تقوم الآن بوضع أدلة تصميم نموذجية موحدة.

وبالنسبة لمالكي المطارات والمخططين الذين ينظرون في التوسع النهائي، وتقييم التشييد النموذجي في وقت مبكر من عملية التخطيط - من الأفضل أن يكون ذلك أثناء التصميم المفاهيمي - أمر حاسم، ودخل المتعاقدين من الوحدات على مستوى الخبرة، وتقييم القيود اللوجستية، ووضع نظام تجريبي على نطاق صغير إذا كانت هناك مقاومة داخلية، ويمكن للبناء النظامي أن يكشف بسرعة أكبر وأكثر فعالية من حيث التكلفة، وتوسعات أقل اضطرابا في المطارات تلبي احتياجات كل من الخطوط الجوية والمسافرين إلى عقود.

For further reading on modular construction in infrastructure, consider the McKinsey report on modular construction] and the ]Dodge Data " Analytics case study on airport modular projects Building for a technical perspective, the [FLT airport