Преимущества модульного строительства в проектах расширения терминалов аэропортов

Аэропорты во всем мире находятся под огромным давлением, чтобы расширить и модернизировать свои объекты, поскольку число пассажиров растет, а ожидания для беспрепятственного путешествия растут. Прогнозируется, что глобальный рынок строительства коммерческих аэропортов значительно вырастет в течение следующего десятилетия, что обусловлено увеличением воздушного движения и необходимостью модернизации стареющей инфраструктуры. Традиционные методы строительства для расширения терминалов часто включают в себя длительные сроки, высокие затраты и значительные сбои в работе аэропортов. Модульное строительство - метод, при котором строительные компоненты изготавливаются за пределами площадки в контролируемых производственных средах - появилось в качестве мощной альтернативы, которая решает эти проблемы. Обеспечивая более быстрое завершение проекта, улучшенный контроль качества и снижение сбоев на месте, модульное строительство трансформирует то, как аэропорты подходят к проектам расширения. В этой статье рассматриваются преимущества, проблемы и реальные применения модульного строительства в расширениях терминалов аэропорта, предлагая идеи для властей аэропорта, инженеров и заинтересованных сторон.

Что такое модульное строительство?

Модульное строительство, также известное как строительство за пределами площадки или сборка, включает в себя производство строительных секций, известных как модули, в заводской обстановке, прежде чем транспортировать их на площадку проекта для окончательной сборки. Эти модули могут варьироваться от простых настенных панелей до полностью готовых помещений, оснащенных механическими, электрическими и сантехническими системами. В контексте терминалов аэропорта модули часто используются для залов, торговых зон, залов и даже структурных компонентов, таких как крыши и мосты.

Ключевое отличие от традиционного строительства заключается в том, что значительная часть работ происходит одновременно в контролируемой среде, в то время как подготовка площадки, работы фундамента и коммунальные соединения осуществляются параллельно. Это перекрытие деятельности резко сжимает общий график проекта. Модульное строительство также использует передовые методы производства, такие как информационное моделирование зданий (BIM), бережливое производство и строгие протоколы обеспечения качества, в результате чего компоненты, которые соответствуют или превышают стандарты, построенные на месте.

Существует два основных подхода к модульному строительству в аэропортах:

Оба метода могут быть объединены, и инновации в модульной инженерии продолжают раздвигать границы того, что может быть изготовлено для аэропортов.

Основные преимущества модульного строительства в расширении терминалов аэропорта

1.Ускоренные сроки реализации проекта

Время является критическим фактором расширения аэропорта, поскольку каждый месяц строительства может означать потерю доходов и ограничений пропускной способности. Модульное строительство может сократить общие графики проектов на 30-50% по сравнению с традиционными методами. Например, двухлетнее расширение терминала с использованием обычного строительства может быть завершено за 14-18 месяцев с помощью модульных методов. Это ускорение достигается за счет параллельных рабочих потоков: в то время как раскопки и работы фундамента продолжаются, модули изготавливаются за несколько миль. Как только участок готов, модули поставляются и собираются в течение нескольких недель, а не месяцев. Возможность открытия новых ворот, залов или торговых площадей быстрее непосредственно улучшает нижнюю часть аэропорта и улучшает опыт пассажиров.

2. Эффективность и предсказуемость затрат

Перерасход средств, как известно, распространен в крупных инфраструктурных проектах. Модульное строительство обеспечивает большую предсказуемость затрат из-за контролируемой заводской среды, контрактов с фиксированной ценой и сниженных чрезвычайных требований на месте. Экономия поступает из нескольких источников:

В целом, владельцы аэропортов могут рассчитывать на 10-20% экономии на общих затратах по проекту, если модульные подходы будут применяться разумно.

3.Минимизированное оперативное нарушение

Терминалы аэропорта - это среда обитания - закрытие и сбои непосредственно влияют на авиакомпании, пассажиров и розничных арендаторов. Традиционное строительство часто требует длительных периодов шума, пыли, движения оборудования и закрытия полосы движения. Модульное строительство сдвигает большинство разрушительных действий за пределами площадки. На месте сборка намного тише и чище, и часто может быть запланирована в часы низкого трафика, такие как ночь. Например, модульный зал для посадки может быть доставлен и установлен за одну ночь, в то время как традиционно построенный зал для отдыха может занять недели строительства стен, покраски и работы MEP возле активных ворот. Эта способность «подключать и играть» модули минимизирует неудобства пассажиров и сохраняет доходы аэропорта от розничных и парковочных операций.

4. Надлежащий контроль качества и долговечность

Контролируемые заводом среды обеспечивают постоянную температуру, влажность и освещение - условия, идеальные для точной работы. Каждый модуль проходит несколько проверок качества во время изготовления, включая проверки структурной целостности, огнестойкости, акустических характеристик и системной интеграции. Этот уровень контроля трудно достичь на оживленной строительной площадке, подверженной погодным переменным. Модули также построены, чтобы выдерживать транспортные нагрузки, что часто приводит к более сильным сборкам, чем обычная конструкция, построенная из палки. В результате модульные компоненты аэропорта часто демонстрируют более длительный срок службы и требуют меньше обслуживания.

5. Гибкость дизайна и адаптация в будущем

Вопреки заблуждению, что модульное строительство ограничивает архитектурное творчество, современные модульные системы могут вмещать сложные геометрии, большие пролеты и разнообразную эстетическую отделку. Терминалы аэропорта часто требуют глазурованных фасадов, изогнутых крыш и просторных атриумов, - все это может быть достигнуто с помощью гибридных модульных решений. Кроме того, модульные компоненты по своей сути многоразовые и реконфигурируемые. Если аэропорту необходимо переместить розничную единицу или расширить зону безопасности, модули могут быть разобраны и перемещены с относительной легкостью. Эта адаптивность ценна для аэропортов, сталкивающихся с непредсказуемыми структурами движения и меняющимися требованиями безопасности.

6. Повышение безопасности и устойчивости

Строительство за пределами площадки значительно снижает риски, связанные с работой на высоте, в ограниченных пространствах или вблизи активных операций аэропорта. Работники завода извлекают выгоду из эргономичных рабочих мест, контролируемых сред и стандартизированных протоколов безопасности, что приводит к меньшему количеству аварий. С точки зрения устойчивости модульное строительство генерирует меньше строительных отходов, снижает использование воды на месте и снижает выбросы углерода, потому что требуется меньше поездок на строительных транспортных средствах. Многие модульные заводы также используют программы возобновляемой энергии и повторного использования. Кроме того, модули могут быть разработаны для разборки и повторного использования, поддерживая принципы круговой экономики - растущий приоритет для аэропортов с нулевыми целями по выбросам углерода.

Проблемы и соображения

Хотя преимущества являются убедительными, модульное строительство терминалов аэропортов не лишено проблем. Тщательное планирование и координация необходимы для того, чтобы избежать подводных камней.

Транспорт и логистика

Модули могут быть большими и тяжелыми, требующими специализированных транспортных средств и планирования маршрутов. Аэропорты часто расположены в перегруженных городских районах или вблизи мостов с ограничениями по весу. Раннее взаимодействие с транспортными органами и детальное планирование логистики имеют решающее значение. Например, модули, предназначенные для аэропорта, такого как Лондон Хитроу, должны перемещаться по автомагистрали M25 и местным дорогам с ограничениями по высоте - планирование, которое может добавить месяцы к графику проекта, если не решать рано.

Доступ к сайту и возможности Crane

Модули, прибывающие в аэропорт, нуждаются в четких дорожках и адекватной крановой системе для подъема на место. Активные пандусы, рулежные дорожки и терминальные конструкции могут ограничивать доступ. Аэропортам, возможно, потребуется планировать поставки во время окон с низким трафиком (например, 2 часа ночи) и использовать мобильные краны, способные достигать 50+ метров с тяжелыми нагрузками. Предварительные обследования установки и использование BIM для моделирования операций подъема помогают смягчить риски.

Интеграция с существующими структурами

Расширение терминала редко происходит изолированно; новые модули должны легко интегрироваться с существующими системами здания - пожарной сигнализацией, HVAC, безопасностью, сетями передачи данных и обработкой багажа. Интерфейсы требуют точной координации проектирования, и любые расхождения между заводскими модулями и условиями на месте могут вызвать задержки. Использование 3D-лазерного сканирования существующих структур и требование высокой терпимости к изменениям размеров в конструкции модуля (например, регулируемые детали соединения) являются проверенными стратегиями.

Регуляторные одобрения и разрешения

Строительные коды, рейтинги пожаров и сейсмические требования варьируются в зависимости от юрисдикции, а модульные компоненты должны быть сертифицированы как часть всего здания. Некоторые регулирующие органы могут быть незнакомы с внеплощадочной конструкцией, что приводит к более длительному времени утверждения. Вовлечение должностных лиц здания на ранней стадии и предоставление обширной документации для испытаний на огнестойкость для соединений модуль-модуль - имеет важное значение.

Значительные предварительные инвестиции в дизайн

Модульные проекты требуют высокого уровня завершения проектирования до начала изготовления. Это передние усилия по проектированию могут составлять 20-30% от общей продолжительности проекта по сравнению с, возможно, 10% для обычных проектов. Владельцы и проектные команды должны принимать решения на ранней стадии и противостоять изменениям дизайна после начала изготовления. Заказы на изменение модульных проектов могут быть дорогостоящими, поскольку они влияют на несколько модулей, уже находящихся в производстве.

Тематические исследования и истории успеха

Несколько аэропортов по всему миру продемонстрировали жизнеспособность модульного строительства для расширения терминалов. Ниже приведены три заметных примера, которые подчеркивают различные применения и извлеченные уроки.

Лондонский аэропорт Хитроу - расширение Терминала 2

Хитроу является одним из самых загруженных аэропортов в мире и использует модульные методы для ускорения модернизации без ущерба для операций. Во время расширения Терминала 2 модульная конструкция использовалась для систем обработки багажа и нескольких пассажирских салонов. Проект достиг 30% сокращения времени строительства и значительной экономии затрат. Ключевыми факторами были раннее участие модульного подрядчика во время проектирования, использование BIM для разрешения столкновений и выделенная зона доставки на аэродроме, чтобы избежать сбоев в работе пассажиров. Успех в Хитроу привел к более широкому принятию модульных решений в других проектах аэропортов по всей Великобритании.

Аэропорт Чанги Сингапур - Драгоценность и Терминал 4

Аэропорт Чанги славится своим пассажирским опытом и инновационным дизайном. Для комплекса Jewel (многофункциональный розничный и притяжной центр, связанный с Терминалом 1, 2 и 3) использовались модульные методы для конструкционных сталелитейных и фасадных элементов, что позволило быстро собрать драматическую изогнутую стеклянную крышу. В Терминале 4 были установлены сборные ванные комнаты и модульные розничные киоски, что сократило время установки на 40% по сравнению с традиционными методами. Высоко контролируемая фабричная среда также помогла соответствовать строгим стандартам качества материалов Сингапура. Важно отметить, модульный подход позволил Чанги поддерживать непрерывную работу в соседних терминалах на протяжении всего строительства.

Международный аэропорт Денвера - реконструкция Большого зала

Реконструкция Большого зала Международного аэропорта Денвера является крупной программой, которая включает в себя модульные элементы. Проект включает в себя замену культовой тканевой крыши, модернизацию контрольно-пропускных пунктов безопасности, а также расширение торговых и лаунж-зон. Для расширения безопасности сборные модульные навесные конструкции использовались для размещения передового оборудования для скрининга. Эти модули были построены за пределами площадки и подняты в существующий терминал во время ночных закрытий, минимизируя влияние на пассажиропоток. Команда проекта отметила, что использование модульных компонентов сократило рабочую силу на месте на 25% и сократило отходы на 60%. Успех побудил Денвер изучить модульное строительство для будущих расширений терминала и нового зала заседаний.

Эти случаи показывают, что модульное строительство не является универсальным решением, но при применении к правильному охвату, такому как повторяющиеся блоки, крупномасштабные структуры или системы, требующие высокой точности, оно обеспечивает измеримые преимущества. Уроки, извлеченные из этих проектов, включают важность раннего взаимодействия с заинтересованными сторонами, всестороннего логистического планирования и надежного управления интерфейсом.

Заключение и перспективы на будущее

Модульное строительство оказывается преобразующим подходом для проектов расширения терминалов аэропортов по всему миру. Перемещая значительную часть строительства за пределами площадки, аэропорты могут достичь более быстрых сроков, более низких затрат, более высокого качества и меньших сбоев, чем традиционные методы, - и все это при одновременном повышении безопасности и устойчивости. Поскольку воздушное движение продолжает расти, и терминалы сталкиваются с давлением для бесперебойной работы, модульные методы предлагают путь к расширению пропускной способности без остановки операций.

Заглядывая в будущее, достижения в области технологий еще больше увеличат потенциал модульного оборудования. Использование цифровых двойников, роботизированного производства и автономных транспортных систем сделает производство модулей еще более эффективным. Производство вне площадки также хорошо согласуется с стремлением авиационной промышленности к чистым нулевым выбросам, поскольку заводские компоненты могут быть изготовлены с более низким уровнем встроенного углерода. Многие крупные органы аэропорта в настоящее время разрабатывают стандартные модульные руководства по проектированию, и для обслуживания этой ниши появляется экосистема специализированных модульных поставщиков.

Для владельцев аэропортов и планировщиков, рассматривающих расширение терминала, оценка модульного строительства на ранних этапах процесса планирования - предпочтительно во время проектирования концепции - имеет решающее значение. Вовлекайте опытных модульных подрядчиков, оценивайте логистические ограничения и пилотный модуль в небольших масштабах, если есть внутреннее сопротивление. При правильном подходе модульное строительство может разблокировать более быстрые, более экономичные и менее разрушительные расширения аэропорта, которые отвечают потребностям как авиакомпаний, так и пассажиров на десятилетия вперед.

Для дальнейшего чтения о модульном строительстве в инфраструктуре, рассмотрим отчет McKinsey о модульном строительстве и Dodge Data & Analytics case study о модульных проектах аэропорта . Для технической перспективы Совет по высотным зданиям и городской среде обитания предлагает руководства, применимые к конструкциям терминалов аэропорта.