Elika Taveres-Cachat, Modulize, Norwegia
Budownictwo z prefabrykatów (Off-Site Construction – OSC) ma bogatą, wielowiekową historię innowacji, sukcesów i porażek. W ostatniej dekadzie byliśmy świadkami odrodzenia się prefabrykatów w różnych formach. Wynikało ono w dużej mierze z presji, pod jaką znajduje się budownictwo w związku z jednoczesnym działaniem czynników takich jak: obniżenie marż, cyfryzacja, niedobory siły roboczej i wymogi środowiskowe. W artykule przedstawiamy przegląd aktualnych trendów w budownictwie z prefabrykatów, próbując uchwycić to, co uważamy za kluczowe korzyści, które zachęcą do tej metody i przełamią bariery w jej stosowaniu.
Na początku 2024 r. w ponad 80 krajach na świecie istnieją obowiązkowe lub dobrowolne kodeksy dotyczące samych tylko przegród zewnętrznych budynków („All countries targeted for zero-carbon-ready codes for new buildings by 2030 – Analysis – IEA”), co stanowi 30-procentowy wzrost w porównaniu z 2015 r. (Global Alliance for Building and Construction). Ten długo wyczekiwany nacisk na zrównoważone budownictwo ma miejsce w kontekście dużej niepewności i zmienności czynników wpływających na branżę. Rynek przeszedł poważne spowolnienie, ceny materiałów nadal są nieprzewidywalne, produktywność niska, a siła robocza w budownictwie wciąż się kurczy. Budownictwo z prefabrykatów jest coraz częściej postrzegane jako główny sposób rozwiązywania tych problemów. Używamy terminu „budownictwo z prefabrykatów” jako zbiorczego terminu obejmującego prefabrykację dowolnych elementów budynku (panelizację) lub modułów w fabryce (modularyzację) poza placem budowy. Branża prefabrykatów przeszła przez wiele cykli zwiększającego się i zmniejszającego popytu, by osiągnąć obecnie znaczącą pozycję z roczną globalną kapitalizacją przekraczającą 130 mld USD. Kapitalizacja rynkowa ma jednak nierównomierny rozkład geograficzny, charakteryzując się dużymi różnicami lokalnymi. Przykładowo, podczas gdy w Szwecji ponad 80% wszystkich nowych realizacji mieszkaniowych wykorzystuje prefabrykaty (Watson), to w Niemczech jest to mniej niż 14%.
W tekście przedstawiamy naszą obecną analizę rynku opartą na ogólnych trendach zaobserwowanych w ciągu ostatnich 24 miesięcy. Na jej podstawie szczegółowo opisujemy najważniejsze korzyści związane z budownictwem z prefabrykatów i bariery utrudniające jego szersze wykorzystanie w branży budowlanej. Na koniec zgłębiamy te zagadnienia w odniesieniu do jednego z sektorów budownictwa z prefabrykatów, który w ostatnim czasie cieszy się szczególnym zainteresowaniem – konstrukcji szkieletowych i z drewna masywnego.
Trendy w budownictwie z prefabrykatów
W części tej omawiamy szereg trendów zaobserwowanych w praktyce działalności firmy Modulize (to platforma zakupowa dla budownictwa z prefabrykatów. Współpracujemy z producentami w całej Europie, identyfikując i dostarczając najlepsze rozwiązania z zastosowaniem prefabrykatów dla każdego rodzaju realizacji) lub uwypuklonych w najnowszych publikacjach. W szczególności omawiamy następujące tematy:
– Integracja pionowa a tradycyjne łańcuchy wartości;
– Specjalizacja i automatyzacja a adaptowalne procesy manualne;
– Fragmentacja z elementami konsolidacji;
– Wpływ kosztów stałych i portfela zamówień w czasach obecnego spowolnienia gospodarczego;
– Rynek modernizacji.
Integracja pionowa a tradycyjne łańcuchy wartości
Jeśli chodzi o strukturę łańcucha wartości, w której wyróżnimy producentów prefabrykatów i pozostałych interesariuszy inwestycji, widzimy dwa dominujące modele. W pierwszym producenci działają jako podwykonawcy w ramach tradycyjnego łańcucha wartości w budownictwie oraz procesu projekt-oferta-budowa. W tym przypadku wszyscy interesariusze, tj. architekci, deweloperzy i wykonawcy współpracują w ramach poszczególnych inwestycji, a producenci starają się pozyskać zamówienia od wykonawców lub deweloperów, wysyłając oferty w odpowiedzi na zapytania ofertowe. W takich inwestycjach producenci prefabrykatów zazwyczaj angażowani są na dalszych etapach, czasami w wyniku tego, że koszty inwestycji przestają mieścić się w budżecie. Ogólnie rzecz biorąc, jest to trudna sytuacja, zważywszy że proces projektowania inwestycji jest już zaawansowany i często zakłada, że budowa będzie realizowana na miejscu. W praktyce oznacza to, że producenci muszą „dopasować” prefabrykowane konstrukcje do konwencjonalnych rozwiązań architektonicznych. Rozwiązanie to rzadko pozwala w pełni wykorzystać zalety konstrukcji prefabrykowanych i może wymagać zmian w architekturze.
Alternatywnym modelem jest integracja pionowa, gdzie jedna firma zarządza wszystkimi głównymi branżami, w tym produkcją poszczególnych elementów, w ramach jednego podmiotu poprzez kontrakty typu „projektuj i buduj”. W tej sytuacji możemy mówić o zintegrowanym modelu, w którym decyzje dotyczące prefabrykacji są podejmowane na tyle wcześnie, że potencjalne błędy są wychwytywane w fazie przedprojektowej lub projektowej, dzięki czemu można znaleźć odpowiednie rozwiązania spełniające ekonomiczne, środowiskowe i społeczne wymagania inwestycji. Rezultatem zastosowania filozofii architektury prefabrykatowej i modułowej (Prefabricated And Modular Architecture – PAMA) w całym procesie projektowania jest maksymalizacja korzyści związanych z prefabrykatami w postaci oszczędności kosztów i czasu, a także zmniejszenie potrzeby zmian koncepcji architektonicznej.
Oba modele mają swoje zalety i wady. Integracja pionowa może drastycznie zmniejszyć złożoność, a zwiększyć kontrolę. Jednocześnie mocnemu ograniczeniu ulega elastyczność, a zarządzanie kosztami stałymi i firmowymi kosztami ogólnymi okazało się fatalne dla wielu pionowo zintegrowanych firm podczas ostatniego spowolnienia rynkowego. Z perspektywy klienta istnieje dodatkowe ryzyko związane z realizacją inwestycji w formule PAMA, zwłaszcza w przypadku systemu będącego przedmiotem praw zastrzeżonych danej firmy. Przyczyn tego stanu rzeczy jest kilka. Po pierwsze, firma produkcyjna musi być w dobrej kondycji finansowej i być w stanie dostarczyć produkt od początku do końca. Po drugie, budynki mają przewidywaną żywotność, która typowo jest dłuższa niż okres istnienia producentów, a budynek musi być konserwowany i modernizowany, w tym przechodzić wymianę okien lub określonych materiałów, nawet jeśli firma go budująca już nie istnieje. Po trzecie, zastosowanie zastrzeżonego systemu eliminuje możliwość prowadzenia postępowań konkurencyjnych z udziałem wielu dostawców w celu uzyskania najlepszej kombinacji ceny i jakości.
Specjalizacja i automatyzacja a adaptowalne procesy manualne
Tak jak w przypadku integracji pionowej, specjalizacja i automatyzacja niosą ze sobą podobne korzyści i zagrożenia. Z jednej strony producenci mogą zwiększyć wydajność i obniżyć koszty. Wdrażanie prefabrykatów na wczesnym etapie projektowania przyjmującym za punkt wyjścia PAMA polega na ustanowieniu procesu. Wiąże się to ponownie z ryzykiem kosztów ogólnych, kosztami stałymi i utratą zdolności adaptacyjnych w perspektywie krótko- i długoterminowej. Wysoce zautomatyzowana linia produkcyjna charakteryzuje się zazwyczaj ograniczeniem do bardzo konkretnych procesów, produktów i zdolności produkcyjnych. Może to być źródłem podatności i zależności w zakresie łańcuchów dostaw materiałów i ogólnej logistyki budowy z prefabrykatów.
W ciągu ostatnich 24 miesięcy zaobserwowaliśmy, że wielu producentów dysponujących mniej zautomatyzowanymi liniami produkcyjnymi dopasowuje się do sytuacji, przyjmując bardziej zróżnicowane zlecenia lub dostosowując role pracowników. Ta opcja jest zazwyczaj mniej dostępna dla zakładów mających bardziej wyspecjalizowane lub mniej elastyczne rozwiązania, które nie mogą tak łatwo przestawić linii produkcyjnych na wytwarzanie nowych rodzajów produktów lub przy użyciu innych materiałów.
Wydaje się, że co do zasady specjalizacja i automatyzacja dają korzyści, gdy rynek się rozwija, natomiast podczas spowolnienia rozwiązania adaptowalne są bardziej odporne, nawet jeśli oznacza to, że pełne korzyści z prefabrykacji nie będą w pełni realizowane w inwestycjach.
Fragmentacja z elementami konsolidacji
Rynek budownictwa z prefabrykatów nadal jest niezwykle rozdrobniony, a tylko niewielka liczba jego uczestników wykazuje chęć lub zdolność do konsolidacji i budowania znaczącej pozycji. Wydaje się to być prawdą nie tylko w Europie, ale i na całym świecie. Jako Modulize zbudowaliśmy bazę danych ponad 2000 producentów, a mimo to wiemy, że to tylko ułamek całego rynku. Nie ma się czemu dziwić, biorąc pod uwagę wysoce lokalny charakter budownictwa. Jednak dla budownictwa z prefabrykatów stanowi to wyzwanie, ponieważ zbudowanie stabilnego portfela zamówień i wykorzystanie potencjału zakładu produkcyjnego może być dość trudne, gdy rejon obsługiwany przez ten zakład jest ograniczony. W związku z tym cechą charakterystyczną rynku są mniejsze zakłady produkcyjne próbujące zbilansować ograniczony zasięg i ekonomią skali potrzebną do prowadzenia fabryki. Wyjątkiem od tego modelu są zazwyczaj konglomeraty skupujące i budujące luźną sieć mniej lub bardziej niezależnie działających producentów. Przykłady tego podejścia to Saint-Gobain, Holcim i Wienerberger.
Wpływ kosztów stałych i portfela zamówień w czasach spowolnienia gospodarczego
Jak wspomniano powyżej, jednym z głównych czynników decydujących o sukcesie lub porażce producentów w tej branży jest ich zdolność do zarządzania stałymi kosztami prowadzenia zakładu produkcyjnego w kontekście branży budowlanej działającej na zasadzie realizacji inwestycji i podlegającej cyklom. Jest to prawdą szczególnie w okresach niższego lub bardziej zmiennego popytu na inwestycje.
Ostatnie 24 miesiące charakteryzowały się zarówno zmiennością, jak i ogólnym spadkiem w budownictwie, przy czym szczególnie ucierpiał sektor nowych budynków mieszkalnych. Na przykład wolumen budowlany w Niemczech spadł o prawie 30% rok do roku od czerwca 2022 r. do czerwca 2023 r. („Zahl der Baugenehmigungen für Wohnungen im 1. Halbjahr 2023 um 27,2% gesunken”). W tym samym czasie ceny materiałów gwałtownie oscylowały, a ceny drewna wahały się między 1500 USD a 400 USD od 2021 r. („Miesięczna cena tarcicy w USA w 2023 r.”). Ten brak przewidywalności, w połączeniu z ogólnym ograniczeniem wolumenu, poważnie dotknął wielu producentów. Nasza analiza wykazała, że u wielu producentów portfel zamówień jest ograniczony i albo już zredukowali zatrudnienie, albo rozważają taki krok.
O ile te same wyzwania makroekonomiczne równie silnie wpływają na tradycyjnych wykonawców i podwykonawców, o tyle adaptacja poprzez zmianę poziomu zatrudnienia zazwyczaj bardziej pomaga im przetrwać te zawirowania. Wynika to ze znacznie mniejszych kosztów stałych w porównaniu do producentów prefabrykatów, którzy muszą utrzymywać fabryki.
Rynek modernizacji
Rynek modernizacji jest tradycyjnie mniej rozwinięty, jeśli chodzi o prefabrykaty. W ostatnich latach zaczęło się to zmieniać, a wraz z rosnącym naciskiem na głębokie modernizacje energetyczne (Deep Energy Retrofits – DER) prefabrykaty stają się kluczowym elementem podnoszenia poziomu zrównoważenia istniejących zasobów budynków. W szczególności przegrody zewnętrzne budynków są zarówno najważniejszym, jak i najtrudniejszym do zrealizowania elementem DER, tymczasem prefabrykaty dają możliwość skutecznej modernizacji fasad i dachów istniejących budynków (Burkett i in.). Świadomość tego rośnie, a inicjatywy takie jak holenderska Energisprong3 zyskują coraz większą popularność poza granicami macierzystego kraju. Są również firmy, takie jak ecoworks, wchodzące w rynek seryjnych modernizacji. 3 Energisprong to program zapoczątkowany w Holandii, w ramach którego wybudowano i zmodernizowano domy do norm energooszczędności.
Korzyści i bariery
Patrząc na obecny stan rynku budownictwa z prefabrykatów, obserwujemy działanie szeregu przeciwstawnych sił, z których niektóre dają duże korzyści z przyjmowania tego rozwiązania na większą skalę, podczas gdy inne nadal hamują wzrost w branży. W tej części skupiamy się na tym, co uważamy za najważniejsze korzyści do wykorzystania oraz główne przeszkody do pokonania.
Korzyści
Uwzględniając pojawiające się korzyści i istniejące bariery, uważamy, że siła tych pierwszych znacznie przewyższa te drugie. Potwierdzają to najnowsze dane, według których budownictwo z prefabrykatów już teraz rośnie szybciej niż reszta branży. Jak dowodzimy w tej części, wzrost ten prawdopodobnie jeszcze przyspieszy, głównie dlatego, że zagrożenia leżące u podstaw opisanych korzyści należy uznać za egzystencjalne dla branży. Budownictwo będzie nadal odpowiadać za największą klasę aktywów na świecie. Jednak bez stawienia czoła systemowym wyzwaniom, przed którymi stoi branża, wielu z obecnych interesariuszy i modeli biznesowych zostanie wyeliminowanych przez nieustannie zmniejszające się marże, brak zgodności z wymogami środowiskowymi i innymi czynnikami opisanymi w niniejszym dokumencie. Dlatego uważamy, że korzyści opisane w tej części są na tyle silne, że przełamią wszelkie bariery i jeszcze bardziej przyspieszymy wdrażanie rozwiązań prefabrykowanych.
Przepisy środowiskowe
Jednym z kluczowych czynników wpływających na zmiany w branży budowlanej jest coraz większe znaczenie rygorystycznych przepisów środowiskowych. Dotyczy to zarówno operacyjnych i wbudowanych emisji CO2 nowych i istniejących budynków, jak i różnych typów aktywów. Oto kilka przykładów nowych regulacji:
– RE2020 we Francji;
– Deklaracja klimatyczna dla nowych budynków w Szwecji;
– Przepisy miejscowe nr 97 w Nowym Jorku, USA;
– Milieu Prestatie Berekning (MPG) w Holandii;
– BR18 w Danii.
Ponadto na poziomie europejskim wdrażane są przepisy i zachęty, takie jak europejska dyrektywa w sprawie zamówień publicznych (014/24/UE) oraz dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. O ile wiele przepisów w zakresie zrównoważonego rozwoju nie wymaga wprost stosowania prefabrykatów, to jest wiele przypadków, w których spełnienie wprowadzanych wymogów jest mało prawdopodobne bez znacznego przejścia na to rozwiązanie. Weźmy na przykład francuską ustawę RE2020 i szwedzką deklarację klimatyczną dla nowych budynków. Od 2022 r. deweloperzy w Szwecji muszą obliczać wbudowaną emisję dwutlenku węgla dla nowych budynków i przedstawiać ją urzędowi w celu uzyskania ostatecznego pozwolenia na budowę. We Francji i Danii istnieje limit całkowitej emisji gazów cieplarnianych dla inwestycji. Chociaż nie nakazuje się wyraźnie stosowania prefabrykatów lub drewna, nakaz pomiaru i redukcji wbudowanej emisji dwutlenku węgla stanowi naturalną zachętę do zwiększenia wykorzystania drewna, a tym samym prefabrykatów. Ponadto systemy certyfikacji budynków i przepisy techniczne dążą do rozwiązania kwestii odpadów w budownictwie i bezpośrednio lub pośrednio stawiają prefabrykaty na uprzywilejowanej pozycji.
Niedobory siły roboczej i mieszkań
W wielu krajach o średnim i wysokim dochodzie wystąpił podobny spadek ogólnej siły roboczej („W Wielkiej Brytanii w zeszłym roku z budownictwa odeszło 175 000 osób”). Trend ten nie wyhamowuje, a dodatkowo ma miejsce w kontekście coraz większych niedoborów mieszkaniowych. Rząd Wielkiej Brytanii szacuje, że tylko w Anglii co roku potrzeba 300 000 nowych mieszkań. Jednocześnie cel ten nie został osiągnięty w ani jednym roku, np. w 2023 r. wybudowano 234 400 mieszkań. Co więcej, „w analizie opierającej się na prognozach migracji na lata 2023–2036, oszacowano, że w tym okresie potrzebnych będzie 421 000 nowych mieszkań rocznie. Liczba ta może wynieść nawet 529 000, jeśli utrzyma się obecny poziom migracji netto” („Ile mieszkań naprawdę musi wybudować Anglia?”). Ten sam trend występuje w całej Europie i na świecie.
Oznacza to, że jeśli nie dojdzie do radykalnej zmiany w zakresie mieszkalnictwa i siły roboczej, te dwa wyzwania będą nadal narastać. Budownictwo z prefabrykatów może zaradzić obydwu problemom. Z jednej strony większe wykorzystanie prefabrykatów drastycznie zmniejszy zapotrzebowanie na wykwalifikowaną siłę roboczą. Wynika to z faktu, że ich zastosowanie wymaga ogólnie mniejszej liczby pracowników i obniża dla nich barierę wejścia. Co więcej, przy zoptymalizowanej budowie z prefabrykatów można osiągnąć wydajność i czas realizacji umożliwiające zwiększenie ogólnej produktywności i liczby produkowanych jednostek.
Wzrost stóp procentowych
Czynnikiem, który nawet jeśli nie spowodował kryzysu w 2023 r., to przynajmniej silnie na niego wpłynął, były drastyczne zmiany stóp procentowych. W roku tym stopy procentowe osiągnęły poziomy niespotykane od 2001 r., po bezprecedensowej epoce polityki zerowych stóp procentowych (Zero Interest Rate Policies – ZIRP)4. Niskie stopy procentowe pociągnęły za sobą boom na rynku mieszkaniowym i w cenach nieruchomości. Te dwa trendy są interesujące w kontekście tego, że wykonawcy i deweloperzy są czasami niechętni korzystaniu z prefabrykatów, ponieważ proces realizacji jest de facto zbyt szybki, w szczególności w przypadku projektów mieszkaniowych. Opiera się to na założeniu, że skrócenie całkowitego czasu budowy zbyt szybko wyczerpałoby banki ziemi dużych ogólnokrajowych deweloperów, a co ważniejsze, wyeliminowanie silnego popytu na mieszkania oznaczałoby zmniejszenie korzyści finansowych wynikających z inflacji i związanego z nią wzrostu wartości domów istniejącego przy dłuższym czasie budowy.
W miarę jak stopy procentowe zaczynają się wyrównywać i spadać, staje się jednak jasne, że jest bardzo mało prawdopodobne, aby globalna gospodarka powróciła do świata zerowych stóp procentowych, w którym działamy od czasu Wielkiego Kryzysu Finansowego w 2008 r. Wyższe stopy procentowe mogą wpłynąć na wykorzystanie prefabrykatów na różne sposoby. Jeśli wysokie stopy procentowe prowadzą do wydłużenia cyklu sprzedaży, tzn. nieruchomości sprzedają się wolniej, skracanie czasu na placu budowy może być kontrproduktywne, ponieważ nieruchomość będzie zasadniczo „leżała odłogiem”, generując koszty z powodu stóp procentowych przez dłuższy okres. Z drugiej strony, jeśli popyt na nieruchomości jest wysoki, a cykle sprzedaży krótkie, pojawi się główna zachęta do lewarowania budownictwa z prefabrykatów, ponieważ stopy procentowe stworzą presję finansową na deweloperów, przewyższającą jakiekolwiek korzyści związane ze wzrostem wartości nieruchomości. W tym kontekście budownictwo z prefabrykatów jest prawdopodobnie najskuteczniejszym narzędziem, jakim dysponujemy, aby skrócić czas budowy nawet o 50% (Blanco i Palter).
Bariery
Chociaż jasne jest, że stosowanie budownictwa z prefabrykatów na większą skalę wiąże się z poważnymi korzyściami, to istnieją również znaczące bariery. Są one zazwyczaj wynikiem procesów, które zakorzeniły się głęboko na przestrzeni wielu lat i zgodnie z którymi realizowane są dzisiejsze inwestycje. Na przykład do lat 50. XIX w. architekci kierowali procesem budowlanym i mieli znacznie większy zakres odpowiedzialności związanej z kontrolą i nadzorem budowy, a oprócz tego doradzali klientowi. Zmieniło się to wraz z pojawieniem się większych firm wykonawczych, które stopniowo przejęły te zadania i stały się decydentami w odniesieniu do wyboru materiałów i metod budowy. W wyniku tych zaszłości proces projektowania architektonicznego zazwyczaj nie uwzględnia zasad prefabrykacji, oddzielając decyzje projektowe od decyzji produkcyjnych. Ryan Smith twierdzi, że źródłem wielu zasadniczych problemów związanych z brakiem komunikacji pomiędzy interesariuszami, jak również występujących w trakcie samego procesu budowy, jest właśnie ta krytyczna zmiana zakresu odpowiedzialności i procesy, które wytworzyły się od jej czasu.
Wiele barier dla prefabrykacji wynika zatem z utrwalonych procesów, które można ogólnie podzielić na trzy główne grupy: fragmentacja rynku, kultura i inercja branży, a wreszcie niedopasowanie metodologii i finansowania inwestycji.
Fragmentacja rynku
Jak opisano powyżej, fragmentacja sektora budowy z prefabrykatów jest naturalnym wynikiem struktury branży budowlanej. Jednocześnie jest to również jedna z barier dla szerszego zastosowania tej metody. Przy tysiącach małych i średnich producentów kształtujących ten sektor klientom niezwykle trudno jest zidentyfikować i współpracować z odpowiednim partnerem.
Co więcej, złożone inwestycje często wymagają od wykonawców i deweloperów współpracy z wieloma producentami jednocześnie, ponieważ każdy z nich produkuje tylko bardzo wyspecjalizowany element lub typ modułu. Utrudnia to planowanie, specyfikację i projektowanie pod kątem prefabrykatów na wczesnych etapach inwestycji, a także stwarza wyzwania na etapach zakupów i realizacji.
Kultura i bezwładność branży
Wyzwanie trudne do kwantyfikacji, ale które według nas jest wszechobecne, to bezwładność interesariuszy uporczywie trzymających się tradycyjnych metod budowlanych. Aby optymalnie wykorzystać wartość prefabrykatów, trzeba dostosować cały łańcuch wartości. Na przykład na znaczeniu zyskuje planowanie z wyprzedzeniem kosztem mniejszej liczby zmian podczas samej fazy realizacji inwestycji. W sumie oznacza to, że wszystkich interesariuszy trzeba przekonać do dostosowania procedur. Może to być trudne zadanie, niekoniecznie z powodu braku chęci do zmiany, ale często z bardziej praktycznych powodów. Przykładowo branża budowlana opiera się na modelu, w którym co do zasady każda inwestycja musi przynosić zyski. Niedopuszczalne jest, aby jedna inwestycja przyniosła straty, nawet jeśli może to poprawić zyski z przyszłych inwestycji. W związku z tym zmiana podstawowych procesów może być trudna do uzasadnienia, jeśli wiąże się z ryzykiem wpływu na marże z danej inwestycji. Jest to prawdą w szczególności dlatego, że budowa na poziomie danej inwestycji wiąże się zazwyczaj z niską marżą. Na przykład marże norweskich wykonawców oscylowały średnio wokół 4% przez ostatnie pół dekady.
Niedostosowanie metodologii i finansowania
Ściśle związana z poprzednią barierą jest obserwowana rozbieżność między dominującą metodologią realizacji inwestycji a tym, co byłoby optymalne z punktu widzenia budowy z prefabrykatów. Choć powszechnie uznaje się, że koszt wprowadzania zmian wzrasta wraz z zaawansowaniem przedsięwzięcia, to możliwość wprowadzania zmian jest zazwyczaj wpisana w cały proces. Nie jest to możliwe, jeśli chcemy zmaksymalizować korzyści płynące z budownictwa z prefabrykatów. Planowanie na wczesnym etapie i przyjęcie filozofii projektowania PAMA ma ogromne znaczenie, ponieważ zmiany i modyfikacje na budowie są albo niezwykle kosztowne, albo po prostu niemożliwe.
Oprócz ogólnej problematyki realizacji projektów możemy również zaobserwować niedostosowanie potrzeb w zakresie finansowania inwestycji. Profil kosztów inwestycji w dużym stopniu wykorzystującej prefabrykaty różni się od tradycyjnego podejścia (rys. 2). Może to prowadzić do tego, że kredyty skrojone pod tradycyjne procesy budowlane nie sprawdzą się przy budowie z prefabrykatów. W projekcie mieszkaniowym może to przybrać następujący kształt: „Banki ustaliły protokoły dla kredytów budowlanych, zgodnie z którymi pieniądze są wypłacane na określonych etapach budowy – na przykład: zakup gruntu, fundamenty, stan surowy z zadaszeniem, stan zamknięty i wykończeniówka. Po zakończeniu danego etapu klient może skorzystać z kolejnej transzy kredytu. Za każdym razem, gdy następuje wypłata części kredytu, wzrasta wartość obiektu. Zasadniczo, pełna kwota kredytu jest wypłacana dopiero, kiedy budynek jest gotowy”5. Oczywiście taki układ jest nie do przyjęcia w przypadku całkowicie modułowego domu, ponieważ w momencie składania zamówienia producenci mogą wymagać wpłaty zaliczki w wysokości nawet 50% wartości elementów modułowych lub paneli. Z ich punktu widzenia jest to niezbędne do pokrycia kosztów ogólnych i materiałów, które stanowią około 60% kosztów samych modułów. Dostępność wszystkich materiałów jest również kluczowa z punktu widzenia harmonogramu procesów przemysłowych, takich jak budowa z prefabrykatów (Galante i in.).
W centrum uwagi – konstrukcje szkieletowe i z drewna masywnego
Aby zilustrować praktyczne implikacje opisanych powyżej trendów, korzyści i barier, proponujemy dogłębne przeanalizowanie jednego z najszybciej rozwijających się sektorów budownictwa z prefabrykatów – budownictwa szkieletowego i z drewna masywnego. Trendy w tym sektorze są świetnym punktem odniesienia, pozwalającym umieścić wielość zmiennych wpływających na całą branżę w kontekście!
Zanim zagłębimy się w temat, przedstawiamy krótką definicję obu typów konstrukcji drewnianych: – W konstrukcjach szkieletowych stosuje się drewniane słupy i belki oraz poszycie strukturalne tworzące razem konstrukcję przenoszącą wszystkie obciążenia pionowe i poziome na fundamenty. Zewnętrzna okładzina nie jest nośna, choć może odgrywać rolę w zakresie odporności na wiatr; stosuje się ją do ochrony budynku przed warunkami atmosferycznymi i osiągnięcia pożądanego wyglądu zewnętrznego.
– Konstrukcje z drewna masywnego, w przeciwieństwie do szkieletowych, są wykonane z elementów należących do kategorii produktów drewnopochodnych, zwykle dużych, litych paneli drewnianych, kolumn lub belek stanowiących konstrukcje nośne ścian, podłóg i dachów. Drewno masywne jest zaprojektowane pod kątem wysokiej wytrzymałości, podobnie jak beton i stal, ale jest znacznie lżejsze. Produkty z drewna masywnego składają się z grubych, sprasowanych warstw drewna, zaliczamy do nich drewno klejone krzyżowo (CLT) lub drewno klejone warstwowo (GLT).
Wzrost znaczenia drewna
Do wykonania prefabrykatów stosuje się wszystkie najważniejsze typy materiałów, jednak w ostatnich latach wyróżnia się wzrost znaczenia drewna, a wraz z nim budownictwa z prefabrykatów. Wynika to w dużej mierze z faktu, że drewno jest uważane za bardziej zrównoważony materiał budowlany niż inne główne kategorie (Tupenaite et al.). Przynajmniej w kontekście europejskim budownictwo drewniane i z prefabrykatów są ze sobą nierozerwalnie związane, a do wykonania wielu budynków z drewna zastosowano prefabrykaty. Nawet w Stanach Zjednoczonych, gdzie nadal dominuje metoda budowy z drewna na miejscu („stick-built”), coraz więcej uwagi poświęca się bardziej wydajnym metodom („Radykalna zmiana, krok po kroku”).
Wzrost popularności drewna jest przejawem zbiegu wielu trendów w tym samym czasie. Intensyfikują się poszukiwania bardziej zrównoważonych sposobów budowy. Jednocześnie postęp technologiczny, na przykład coraz większa dojrzałość systemów hybrydowych (Pastori et al.), przyspiesza, a coraz więcej badań potwierdza, że drewno tworzy zdrowsze środowisko pracy i życia (Rice et al.).
Budownictwo drewniane i z prefabrykatów dzisiaj
W ostatnich dziesięcioleciach nastąpił znaczny wzrost wykorzystania drewna w budownictwie. Już w 1999 r. (Buchanan i Levine) oszacowali, że 17-procentowy wzrost zużycia drewna w nowozelandzkiej branży budowlanej może skutkować 20-procentową redukcją emisji dwutlenku węgla z produkcji wszystkich materiałów budowlanych. Przejście na drewno było częściowo spowodowane zmianą perspektywy w całej branży. Do niedawna wysiłki na rzecz zrównoważonego rozwoju w środowisku budowlanym koncentrowały się głównie na redukcji operacyjnej emisji dwutlenku węgla. Od niedawna jednak coraz większą uwagę zwraca się na wbudowaną emisję CO2. Według (Topping i Allan) „wbudowana emisja CO2 pochodząca z realizacji i renowacji budynków stanowi 20% emisji na terenach zabudowanych. Ponieważ emisje operacyjne z budynków maleją, przewiduje się, że wbudowana emisja CO2 będzie stanowiła ponad połowę emisji na terenach zabudowanych do 2035 r.” W związku z tym na pierwszy plan wysuwają się zastosowane materiały, a porównania między konstrukcjami z drewna a, na przykład, żelbetu (RC) czy szkła na poziomie materiałowym zyskują na znaczeniu.
Jak ujęli to Hairstans i in.: „Wszystkie produkty z drewna masywnego są zwykle wytwarzane poza placem budowy, laminowanie mechaniczne może odbywać się na miejscu, ale produkcja w środowisku fabrycznym zwiększa wydajność i zapewnia wyższy poziom jakości”. Dlatego wykorzystanie drewna na większą skalę nierozerwalnie wiąże się z popularyzacją prefabrykacji. Oznacza to, że architekci, deweloperzy, konsultanci i wykonawcy nie tylko zwiększają swoją biegłość w stosowaniu drewna, ale także w stosowaniu prefabrykatów. Wierzymy, że było to i nadal będzie zarówno dużym wyzwaniem, jak i szansą. Pokonywanie barier wynikających z konieczności równoległego zapoznawania się z drewnem i prefabrykatami może być poważną przeszkodą. Jednocześnie szczególnie budowanie umiejętności pracy z prefabrykatami w inwestycjach drewnianych powinno przynieść znaczne korzyści dla branży prefabrykatów jako całości. Duża część wiedzy specjalistycznej zdobytej dzięki zastosowaniu prefabrykatów z drewna dobrze przekłada się na inne ich zastosowania. Chociaż istnieją zasadnicze różnice między produkcją prefabrykatów z drewna a, powiedzmy, z betonu, to generalny proces planowania i zakupów jest w zasadzie podobny. A ponieważ zarządzanie wykorzystaniem prefabrykatów na poziomie planowania i realizacji inwestycji jest jedną z głównych barier uniemożliwiających ich masowe stosowanie, wierzymy, że stale rosnący popyt na drewno okaże się dobrodziejstwem dla całego sektora prefabrykatów.
Patrząc w przyszłość
Podsumowując, jakie są perspektywy dla budownictwa drewnianego? Wygląda na to, że trend popularyzacji różnych produktów z drewna będzie się utrzymywać. Przykładowo oczekuje się, że sam rynek CLT wzrośnie niemal trzykrotnie do końca dekady („Cross Laminated Timber Market Size, Share Global Analysis Report, 2022–2030”). Nie jest jeszcze jasne, czy koncentracja na budownictwie drewnianym pobudzi cały sektor prefabrykatów. Wierzymy jednak, że jesteśmy u progu odblokowania większego przyspieszenia tego sektora, a drewno może realnie poprowadzić ten proces!
Bibliografia:
All countries targeted for zero-carbon-ready codes for new buildings by 2030 – Analysis – IEA, Międzynarodowa Agencja Energii, https://www.iea.org/reports/allcountries-targeted-for-zero-carbon-ready-codes-for-new-buildings-by-2030-2 (dostęp: 27.02.2024). Blanco J. L., Palter R., Making modular construction fit. 2023, https://www.mckinsey.com/capabilities/operations/our-insights/makingmodular-construction-fit#/. Buchanan A.H., Bry Levine S., Wood-based building materials and atmospheric carbon emissions, „Environmental Science & Policy” 1999, t. 2, nr 6, s. 427–437. Burkett H. i in., Prefabricated Zero Energy Retrofit Technologies: A Market Assessment, „National Renewable Energy Lab” 2020, https://rmi.org/wpcontent/uploads/2020/04/prefabricated-zero-energy-retrofit-technologies.pdf. Cross Laminated Timber Market Size, Share Global Analysis Report, 2022–2030, Polaris Market Research, https://www.polarismarketresearch.com/industryanalysis/cross-laminated-timber-market (dostęp: 23.02.2024). Galante C. i in., Building Affordability by Building Affordably: Exploring the Benefits, Barriers, and Breakthroughs Needed to Scale Off-Site Multifamily Construction, „Terner Center” 2017, https://ternercenter.berkeley.edu/wpcontent/uploads/pdfs/offsite_construction.pdf (dostęp: 20.03.2024). Global Alliance for Building and Construction, „Global status report for building and construction” 2021, https://globalabc.org/sites/default/files/2021- 10/GABC_Buildings-GSR-2021_BOOK.pdf. • www.forum-holzbau.pl | 43 VIII Forum Holzbau Polska 2024 Ellika Taveres-Cachat Hairstans i in., The merits of varying forms of mass timber products for offsite and modular construction, Modular and Offsite Construction (MOC) Summit Proceedings, 2018. How many homes does England really need to build?, „Financial Times” 21.02.2024, https://www.ft.com/content/32846f68-52fd-40e1-9328-0fe6bb3b9c19, (dostęp: 27.02.2024). Monthly lumber price U.S. 2023, „Statista” 15.05.2023, https://www.statista.com/statistics/1239728/monthly-lumber-price-usa/ (dostęp: 27.02.2024). Pastori S. i in., Hybrid timber-based structures: A state of the art review, „Construction and Building Materials” 2022, t. 359, nr 129505, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061822031610. Radical change, one step at a time, „Homag” 29.06.2023, https://www.homag.com/en/company/news/news/article/radical-change-onestep-at-a-time (dostęp: 27.02.2024). Rice J. i in., Appearance wood products and psychological well-being, „Wood and Fiber Science” 2006, t. 38, nr 4, s. 644–659, https://wfs.swst.org/index.php/wfs/article/view/180/180?utm_medium=websit e&utm_source=archdaily.com. Smith R.E., Prefab Architecture: A Guide to Modular Design and Construction, Wiley, 2010. Topping N., Allan M., Net Zero Whole Life Carbon Roadmap, 2021, https://www.ukgbc.org/wp-content/uploads/2021/11/UKGBC-Whole-LifeCarbon-Roadmap-A-Pathway-to-Net-Zero.pdf. Tupenaite L. i in., Timber Construction as a Solution to Climate Change: A Systematic Literature Review, „Buildings” 2023, t. 13, nr 4, s. 976. UK construction workforce lost 175,000 last year, „Construction Index” 8.12.2021, https://www.theconstructionindex.co.uk/news/view/construction-workforcelost-175000-last-year (dostęp: 27.02.2024). 44 | VIII Forum Holzbau Polska 2024 Ocena barier i czynników sprzyjających szerszemu zastosowaniu konstrukcji prefabrykowanych w epoce budownictwa zrównoważonego | Ellika Taveres-Cachat Watson A., What Sweden and Japan Can Teach the U.S. about Construction, ADL Ventures, https://www.adlventures.com/blogs/what-sweden-and-japan-canteach-the-us-about-construction (dostęp: 22.02.2024). Zahl der Baugenehmigungen für Wohnungen im 1. Halbjahr 2023 um 27,2 % gesunken, „Statistisches Bundesamt” 18.08.2023, https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2023/08/PD23_329_31 11.html (dostęp: 27.02.2024)
