【原】笔记《从项目管理的角度看模块化建筑及其潜在优势和制约因素2》

巴塞罗那土木工程学院是加泰罗尼亚唯一一所教授土木工程的中心。其主要目标是培养具有扎实的科学培训和强大的管理技能的土木、海事和环境工程方面的高素质专业人才。巴塞罗那土木工程学院的学生能够应对复杂的挑战并适应不断变化的商业和社会环境，为其可持续发展做出贡献。

在土木工程领域，学校是欧洲最负盛名的中心之一，基于教学质量和高水平研究活动的卓越性。另一方面，学校有一个由专业团队组成的行政部门，其主要任务是提供最优质的服务。

本文是该学校“结构与建筑工程”专业2020年的一篇硕士毕业论文。让我们看一下西班牙的工程硕士论文大概什么水平~

结构与建筑工程硕士提供结构工程和建筑方面的扎实教育。学习计划允许 3 条路线：结构分析、技术或结构和施工。因此，它侧重于结构分析和设计、施工过程、项目和工程的有效管理、其环境和社会经济影响以及可持续性。硕士授予建筑和土木结构的设计和施工技能，成为一名高素质的专业人士，并有科学的基础继续攻读博士学位。

Modular construction and overview on its potential advantages and constraints in the project management perspective

从项目管理的角度看模块化建设及其潜在优势和制约因素综述

Author:

Masoud Veiskarami

Director:

Pujadas Alvarez, Pablo

Master's degree in:

Structural and Construction Engineering

Barcelona, September 2020

EPC - Department of Project and Construction Engineering

4 Decision making based on potential advantages among three modular alternatives and conventional construction method in a project by MIVES software

第四章 利用MIVES软件，根据项目中三种模块化方案和传统施工方法的潜在优势对比进行决策

4.1 Methodology方法论

4.1.1 Objective目标

为了确定模块化建筑与传统方法相比的优势，可以进行文献综述，并通过分析每个标准，如经济和环境标准，可以认识到潜在的好处。然而，为了找出这些好处在市场上的实用性，必须通过一些专业工具进行权衡，比如项目管理软件程序，它可以根据接收到的输入数据做出决定。本论文的目的是通过在4个方案中选择最佳的方案来检验模块化建筑的实用性，其中包括常规的混凝土建筑与钢模块、混凝土模块和木材模块方法，并看到上述优势可以导致方法成为建设项目的最佳选择，作为项目管理的观点。

4.1.2 What is MIVES:

为了在备选方案中做出最可持续、最合理的决策，采用了多准则决策程序“MIVES”。MIVES是“Modelo integro de Valor para una Evaluación Sostenible”的首字母缩写，意思是“可持续评估的综合价值模型”。它是一种多准则决策方法。它可以将待评价对象的不同特征转化为一系列同质的、可量化的参数，便于选择的客观化。

MIVES方法包括创建一个模型，该模型定义了要评估的元素的所有特征，为它们分配一个函数，该函数允许将替代方案的不同特性转换为一个公共单元，我们将其称为值。一旦获得了每个替代方案的价值，就可以用于可持续的评估。(www.deca.upc.edu)

4.2 Data collection process数据收集过程

4.2.1 Case Study references案例研究文献

《清洁生产》杂志(WA。Hammad, 2019) 这个令人难以置信的多标准比较在两个案例中进行了传统和钢模块化建筑的两种方法，案例A是一个普通的住宅建筑，案例B是一个学校建筑，以衡量它们在经济、环境和社会领域的可持续水平。该项目位于悉尼和澳大利亚中部海岸，分别设计了四个BIM模型。案例A的总建筑面积为63平方米(8.7m x 7.2m)。采用模块化结构时，奶奶公寓由2个模块设计;每个模块为3.6m × 8.7m。由于项目类型为住宅建筑，所以选择案例A作为重点研究案例。

Figure 4. 1 - Floor plans of case studies considered Case A) granny flat was chosen for this study (WA.Hammad, 2019)考虑案例研究的楼层平面图案例A)祖母公寓被选为本研究

该杂志的目的是增加可持续性标准作为主要因素，让建设者在项目中使用模块化施工还是继续使用传统方法进行多维度决策。

Figure 4. 2 - Cleaner Production journal methodology for make a comparison between modular and conventional methods (Akbarnezhad, 2019)《清洁生产》杂志，比较模块化和常规方法的方法

马来西亚混凝土和钢预制预制体积建筑结构的生命周期比较评估(Ali Tighnavard Balasbaneh, 2020)

本研究的重点是比较两种类型的体积模块的功能，成本和LCA因素，如温室排放等，基于马来西亚的一个大约105平方米的住宅项目。该项目考虑了预制混凝土模块(PCM)和预制钢模块(PSM)。最近马来西亚的行政系统一直在推动公司和研究人员调查这些类型的建筑方法，以衡量在未来的项目中使用它们的好处和障碍，并试图解决建筑行业的生产力问题。马来西亚的建筑业因其对大量劳动力的依赖和在适当规模上使用非预制策略而被贴上了非生产性的标签。(Balasbaneh, 2020)

Figure 4. 3 - Architectural plan of residential project build with PCM and PSM (Balasbaneh, 2020)应用PCM和PSM技术进行住宅项目建筑平面设计

2017年ISARC发布的模块化与传统建筑:多标准框架方法

本文通过BIM模型、材料和设备库以及现有的数据库对悉尼西北部的一个项目进行了成本、时间和碳排放的对比分析，该项目涉及到一个尺寸为14米乘16米的奶奶公寓的建设。

Figure 4. 4 - Case study of residential building studied 住宅建筑案例研究(Hammad and Akbarnezhad, 2017)

本文的框架是基于BIM模型分析，输入数据项目实际项目的预算、施工中使用的材料和设备以及数据库中的环境信息，然后对施工/制造过程中的排放、进度和项目人员、材料和设备的成本进行对比研究。(图4.5)

Figure 4. 5 - Framework for comparing between construction methods (Hammad and Akbarnezhad, 2017)施工方法比较框架

预制可重复使用建筑模块的生命周期温室气体排放与能源分析发表在《能源与建筑》

Aye和他的团队对三种PSM、PCM和PTM方案进行了LCA研究，这三种方案用于一栋面积为63平方米的63个公寓单元的多住宅建筑。

Figure 4. 6 - Architectural section of multi-residential building (Aye, 2011)

本研究中的模块被分为4个主要元素，外墙与保温板，用于内部分隔的内墙，主要使用木结构和石膏板建造，在所有替代品的顶部使用胶合板材料的地板和厚石膏板和钢，混凝土和木材部分作为主要元素的天花板。(图4.7)

Figure 4. 7 - Structural elements used in modules (Aye, 2011)模块中使用的结构元素

比较美国建筑模块化和传统住宅对环境的影响，发表在《建筑事项》(John Quale, 2012)(https:///10.1111/j.1530-9290.2011.00424.x)

Quale还对两种PTM和传统木材建筑的环境排放进行了比较分析。三家住宅模块化公司(通常代表美国东部模块化行业)为本研究提供了已完成项目的数据，包括水电费、工人通勤信息、建筑材料和废物处理程序、施工进度、员工进度和其他相关信息。(Quale, 2012) 186平方米的两层住宅，是参与研究的一家公司的模型。

Figure 4. 8 - Architectural section from the side and front of the two-story building (Quale, 2012)建筑部分从侧面和前面两层建筑

4.2.2 Input data

Alternatives:备选方案

这些研究选择了四种备选方案，即传统混凝土(钢筋混凝土，RC)结构、预制钢模块(PSM)、预制混凝土模块(PCM)和预制木材模块(PTM)，它们是建筑行业承包商最常用的解决方案。

Requirement tree:

这些是一组标准，它们定义了要计算的函数。一个需求通常有几个标准。通过文献综述和问卷调查收集的专家意见，选择了5项要求。经济需求R1、时间需求R2、环境需求R3、安全需求R4和社会需求R5以一种能够充分检验优势的方式安排。时间需求和经济需求是分开的，因为它很重要，因为建筑商和客户在市场上有很高的优先权。换句话说，一些客户和私人建筑商选择预制方法，如模块化施工，以节省更多的时间，因为项目的时间紧迫。在可持续决策过程中，社会和安全要求通常不被考虑，但在本研究中被纳入，因为可持续发展不是项目管理的唯一因素。

Criteria:判断标准

对于每一个需求，都定义了一系列的标准。标准是指标所包含的具体概念，被量化的最小单位。(www.deca.upc.edu)每一项标准的选择是基于其他方面的重要性、项目的效率以及实际数量和实际案例的可用性优于文献资源。换句话说，与传统方法相比，模块化结构的优势和功能是为每一个需求选择标准的主要驱动因素。对于项目的经济需求成本，R1C1是文献中唯一考虑的标准，在最终成本中选择模块化方法有望节省20% (McKinsey &公司，2019)，而调查专家认为，预制构件运输到现场的成本可以弥补与传统方法的差异。为了检验这两种意见，我们选择了这些标准。在时间部分，项目的时间表R2C1是衡量模块化结构的重要优势的唯一标准。文献和专家一致认为，模块化方法可为工程节省约%50的时间。

Figure 4. 9 - Requirement tree and criteria for the decision-making program (MIVES)决策程序的需求树和标准

根据文献中的可用数据，选择了7个标准来涵盖该决策过程的环境要求。然而，本节不仅考虑了模块化方法的优点，而且在某些领域，常规钢筋混凝土显示出更好的结果，这一事实可以提高最终决策的可靠性和实用性。例如，钢结构模块化建筑在施工过程中比传统建筑多出30%的隐含能量，但模块化方法中构件的可重用性所带来的节约几乎可以弥补两者之间的差距。能耗R3C1，即在建造/制造过程中消耗的能量，所有替代方案产生的废物量R3C2，每种方法的材料消耗R3C3，噪声污染R3C4，温室气体排放R3C5，循环元素R3C6和每种方法的隐含能量。

安全问题，正如之前提到的，是为了进一步确定可持续发展概念的边界，包括两个标准，工人的伤害风险R4C1和项目免受自然原因的保护R4C2。

最后，社会效益不是施工人员使用模块化方法所考虑的主要因素，但它足够重要，值得关注，并通过工作状态R5C1和质量R5C2两个标准进行了比较。

Indicators:指标

这项研究的指标直接来自科学文章，其中大多数是几个月前发表的，可以说，该研究使用的数据更新了模块化建筑行业的最新成果。

首先，为了进行经济测量，选取了两个项目成本指标，项目总成本R1C1I1和成本稳定性R1C1R2。常规RC替代方案的总项目成本R1C1I1意味着最终的建设成本，包括所有的活动，直到建筑交付。在模块化替代方案中，PSM、PCM和PTM包括在非现场工厂的模块制造、运输、现场安装和组装阶段后的最终施工。所有指标都以澳元单位(AUSD)为基础，因为本研究使用的追索量将在后面详细讨论。第二个指标是成本稳定性(R1C1R2)，之所以选择它，是因为它具有非现场生产的普遍经济优势，即产品质量高、要素重复多、活动监督更准确，从而减少返工和额外成本等，从而稳定项目预算成本。

项目总进度R2C1I1是时间需求的第一个指标，包括在模块化方案中现场制造、运输和最终组装模块的时间，以及在建筑交付之前的常规项目施工活动的最终进度，所有这些都以“天数”为基础。前面提到，在非现场生产中，可以更充分地估计和控制项目进度，因此研究中引入了第二个指标，即时间稳定性R2C1I2。

如前所述，环境要求在7个标准中研究了各种特征，这表明了备选方案之间比较的复杂性。第一个指标是基于MJ单位的建筑R3C1I1期间所利用的能量。固体废物R3C2I1是废物产生标准的唯一指标，该指标关注所有四项建造/制造活动所产生的废物量(%)。在材料消耗标准中，用于R3C3I1元素建造/制造的材料总量被指定为一个指标，以Kg为基础比较每个替代方案的效益。非现场施工的噪声降低是其另一个优点，为了讨论这一问题，重点讨论了各施工设备R3C4I1基于分贝单位的平均A加权等效声级。替代方案中的温室气体排放以施工/制造活动R3C5I1期间产生的CO2为单位，以KG为单位。在R3C6I2项目的四个备选方案中，引入了两个指标，分别是可回收性，或R3C6I1元素回收的可能性和再利用元素(产品)的比例。隐含能源是最后一个标准，主要关注两个指标，隐含能源在Gj单位中使用R3C7I1和元素再利用节约的隐含能源在替代方案中所占的百分比。

在安全测量方面，两个标准选择了两个指标，损伤风险等级R4C1I1为损伤风险标准，保护等级R4C2I1为自然原因防护，两者都在一个定性单元中。

定性单位选择工作稳定性R5C1I1比较两种方法在工作安全方面的工作状态和新工作创造R5C1I2分析在这个时代建筑行业提供新工作岗位的可能性，这是至关重要的。

社会需求中的最后一个标准是项目质量，在质量单元中提出客户质量满意度指标R5C2I1，比较客户对方案的满意度水平。

Table 4. 1 - Requirement tree with all indicators which considered for decision making process需求树，包含决策过程中考虑的所有指标

Requirements	Criteria	Indicators
(R1) Economic	(R1C1) Project Cost	(R1C1I1) Total Project Cost
		(R1C1I2) Cost Stability
(R2) Time	(R2C1) Project schedule	(R2C1I1) Total Project Schedule
		(R2C1I2) Time Stability
(R3) Environmental	(R3C1) Energy Consumption	(R3C1I1) Energy Utilized during construction
	(R3C2) Waste Generation	(R3C2I1) Solid Waste
	(R3C3) Material Consumption	(R3C3I1) Material Consumed in project
	(R3C4) Noise Pollution	(R3C4I1) Average A-weighted Equivalent sound Level of each instrument
	(R3C5) Greenhouse Gas Emission	(R3C5I1) Co2 in construction/fabrication
	(R3C6) Recycle	(R3C6I1) Recyclability of Elements
		(R3C6I2) Re-use of elements
	(R3C7) Embodied Energy	(R3C7I1) Embodied Energy Used
		(R3C7I2) Embodied Energy Saved
(R4) Safety	(R4C1) Injury Risks	(R4C1I1) Injury Risk Level
	(R4C2) Protection from Nature Causes	(R4C2I1) Protection Level
(R5) Social	(R5C1) Job Status	(R5C1I1) Job Stability
		(R5C1I2) New Job Creation
	(R5C2) Quality	(R5C2I1) Quality Satisfaction of Client

指标的输入数据分为直接数据、计算数据、估计数据和定性数据4类。没有直接数据的原因是缺乏足够的文献研究，有些数据是在研究日期前两个月发表的。选择的多样性，这是第一次有研究要分析3个模块化的选择和传统的方法，增加了寻找有用的数据来做可靠的决策的难度。此外，5篇文章用于寻找正确的数据，他们每个人都关注不同的替代方案。此次研究的方向是之前提到的2019年出版的Hammad教授的《清洁生产》杂志。这样做的原因是，大部分数据都来自这篇文章，比其他文章更新得更多。

Direct Data

直接数据是与备选方案精确相关的信息，无需任何更改。例如，Hammad的文章中可以不改变使用的建筑成本。表4.2中的绿色部分，是与Hammad的文章相关的直接数据。

Table 4. 2 - PSM modules data with direct data shown in green parts which no changes are needed to be done on themPSM模块数据，直接数据显示在绿色部分，不需要对它们进行更改

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Hammad	48244.6	21.31				64.5	1.63	85.93
Balasbaneh	222580		9623
Akbarnezhad	97000	28	68768
Aye			3407000	871	5				50	56778	81.3
Units	AUD/MLYR	Days	kg	tons	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

Calculated Data

在许多指标中，由于缺乏替代方案的直接相关数据，因此需要进行一种计算，以主案例(Hammad的文章)中与替代方案无关的其他文章的数据为基础，使用精确的系数和比率，以主案例的面积为基础，将其更改为实际数据。例如，在Hammad的文章中，没有对预制钢模块(PSM)替代方案的CO2进行估计，但Aye的CO2数据是对总面积3943m2的63套公寓的数据，每个公寓的面积为62.8 m2(接近Hammad的granny flat的62.5 m2面积)，通过对63套公寓单元进行分割，结果为主案例的钢模块等效54079公斤CO2。黄色部分为指标计算数据。

3407000𝑘𝑔 𝑐𝑜2 ÷ 63 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑠 (62.5𝑚2) = 54079𝑘𝑔 𝑐𝑜2 for steel modules in main case

Table 4. 3 – PSM modules final data with yellow parts show the calculated data based on other studiedPSM模块的最终数据以黄色部分显示基于其他研究的计算数据

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Final	48244.6	21.31	54079	13825.4	5	64.5	1.63	85.93	50	901.2	81.3
Units	AUD	Days	kg	kg	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

Estimated Data估算数据

第三类输入数据是在任何文献中都不存在的必要数据，需要根据定性信息、在决策过程之前进行的专业调查(第3章)和研究人员的意见进行估计。幸运的是，在许多领域，由于现场和现场活动的相似性，这些数据可以应用于其他选择。例如，PCM替代方案的噪音和伤害风险水平与Hammad文章中提到的PSM案例的指标大致相同，表4.2中以绿色部分显示，因为施工期间的现场和现场活动相似。

蓝色部分是基于上述资源考虑的PCM替代方案的估计数据。例如，时间指标可以预测24天，钢模块大约是22天，因为混凝土模块比钢模块更重，在生产结构上更复杂，增加了运输过程的困难，导致更多的进度延误。

Table 4. 4 - PCM data with estimated data (blue) Calculated data (yellow)

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Final	51886.03	24	46442	20000	10	64.5	1.63	90	20	800	60
Units	AUD	Days	kg	kg	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

Qualitative Data定性数据

增加这一数据的原因有两个，一是缺乏文献的直接数据，改善了这一主题的文献背景，二是模块化建设对决策过程的各种好处有更多的影响。

大量的文献坚持认为可以影响决策的优势，但在最后并没有包括在他们的数据分析中，而本研究决定包括这些数据，并从项目管理的角度来看，在备选方案之间的决策中可以发挥多大的作用。例如，成本稳定性在非现场施工中可以得到更好的协调，可以被认为是决策的一个优势，但在分析的文献中没有包括，在本研究中是经济标准的一个重要因素。为了增加这一指标，我们考虑了一个从0到10的定性范围，并根据其在项目预算中成本稳定的功能对四个备选方案进行了比较。传统的钢筋混凝土建筑，由于经常返工等原因，最终概算稳定性较差。另一方面，由于材料类型的原因，PSM和PTM在制造过程中具有最多的重复性和易于生产的成本稳定性在其他产品中最高，为9 / 10，而在生产中不太容易的PCM比其他模块化替代品的成本稳定性低，为8 / 10。

Table 4. 5 - Qualitative indicators

Indicators/Altertanives	TRC	PSM	PCM	PTM
Cost stability	6	9	8	9
Time stability	6	9	8	9
Recycleability of elements	3	8	7	9
Protection level	2	9	9	9
Job stability	5	8	8	8
New job creation	3	8	8	8
Quality satisfaction	5	9	8	9

4.2.3 Final indicators最终的指标

如前所述，表4.6中绿色显示的直接数据不需要任何更改，因为它们属于主要案例研究，而其他指标仍需计算、估计和经常定性地考虑。由于项目类型和规模的相似性，案例研究具有与主案例研究最接近的数据，因此可以从该分析研究中计算出必要的指标，如材料消耗、废物产生百分比、再利用量和隐含能量指标。(更多指标资源信息见附件1-A)

Table 4. 6 - First hand data over literature

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Hammad	48244.6	21.31				64.5	1.63	85.93
Balasbaneh	222580		9623
Akbarnezhad	97000	28	68768
Aye			3407000	871	5				50	56778	81.3
Units	AUD/MLYR	Days	kg	tons	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

一个简单的计算是需要的，即除以Aye项目中63个公寓单元的“二氧化碳排放”、“材料消耗”和“实际能源使用”的数量，这些公寓单元的面积为62.5，与Hammad的住宅公寓的主要案例相同。由于材料选择的相似性，可以将“废弃物量”、“元素再利用”和“节能体现”应用在主案例上。

Table 4. 7 - Final Indicators with direct data (Green) and calculated data (Yellow)

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Final	48244.6	21.31	54079	13825.4	5	64.5	1.63	85.93	50	901.2	81.3
Units	AUD	Days	kg	kg	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

Prefabricated Timber Modules indictors (PTM)

预制木材模块指示器(PTM)

从表4.8可以看出，与文献相比，在很多领域没有足够的数据，由于本研究的必要性，必须根据研究案例和调查信息之间项目的相似性进行一系列的计算和估计。

Table 4. 8 - First hand data over literature

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	Energy utilized	Re-use	Embodied energy	Emb saved
Aye			2500000	996					35.6	41373	69.1
Quale			13600
Units	AUD/MLYR	Days	kg	tons	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

首先是项目的成本，根据文献综述信息和定性比较(John quale, 2012) (Lu Aye,2011)估算约为45000澳元，因为它证明Timer模块的成本甚至比钢模块更便宜，因为材料选择和结构设计简单。由于多种原因，PTM的建造时间比其他替代方案要短，比如元件重量更轻，可以导致现场组装过程中更快的运输、装载和卸载。此外，由于高重复和设计简单，制造线比其他模块化替代品更简单。

在碳排放和材料消耗方面，Aye项目采用了63套面积为62.5平方米的公寓单元作为主案例。在废物产生方面，使用了一种独特的物品(由Doyoon, 2008)，该物品对木材模块化建筑进行了LCA研究，废物/材料消耗量约为9%。由于施工活动和制造设备的相似性，噪音水平和伤害风险可以应用于其他模块化选择。由于材料选择的简单和设计的改进，Timer模块在建造过程中所使用的能量与其他方案相比是最小的，因此估计为80MJ，略低于钢模块的86 MJ。

经过调查，超过70%的建造者在50年的使用寿命中确认了木材模块元素的重复使用。所使用的隐含能量收集自Aye案例研究，分为63个公寓单元，与其他案例相同，等于656.71 GJ。(表4.9)

Table 4. 9 - Final indicators with Calculated data (Yellow) and Estimated data (Blue)

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Final	45000	20	39375	15809.52	9	64.5	1.63	80	70	656.71	69.1
Units	AUD	Days	kg	kg	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

Prefabricated Concrete Modules indicators (PCM)

预制混凝土模块指标(PCM)

对模块化替代方案关注最少的是混凝土模块，这是因为这种方法在项目中很少使用。Balasbaneh的研究集中在项目总成本和LCA中的钢模块和混凝土模块之间的比较。

Table 4. 10 - First hand data over literature

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Balasbaneh	239380		8264
Units	MLYR	Days	kg	tons	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

但是，本经济分析的货币并没有像澳元(Australian Dollars)那样作为主要研究对象。因此，为了计算主要研究案例对应的成本和二氧化碳排放量，我们得到了Balasbaneh研究中的混凝土模块数量和钢模块数量的比例，然后乘以Hammad的主要案例中的钢模块数量，得到的项目成本为51886.03澳元，二氧化碳排放量为46442公斤。

Figure 4. 10 - Balasbaneh Comparison in project cost (left) and CO2 (right) between PCM and PSM alternativesPCM和PSM方案的项目成本(左)和CO2(右)比较

239380 ÷ 222580 = 1.075478 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜 (Balasbaneh study case)

48244.6 × 1.075478 = 51886.03 𝐴𝑈𝐷 Total project cost of PCM

8264 ÷ 9623 = 0.85877 𝐶𝑂2 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜

54079 × 0.85877 = 46442 𝑘𝑔 CO2 of PCM

时间指标是根据钢模块来估算的，但由于混凝土模块比钢模块更重，因此对运输和组装阶段造成压力，并导致进度延误，因此预计24天内完成项目。

目前还没有关于具体数量细节的文献信息，然而，基于定性结构信息，预制混凝土模块PCM由于其材料选择与传统模型相似，与钢材和木材替代品相比，其材料使用量巨大，因此该指标的估计材料总消耗量为20000公斤。(Aye, 2011) (Balasbaneh, 2020)

由于材料的选择比其他模块化替代品产生更多的废物，在这种替代方案中产生的废物比例更高。考虑到这一事实，废品率考虑略高于钢类的10%。(啊,2011)

由于三种模块化方案中设备和施工活动的相似性，噪声水平和伤害风险也可以应用于其他类型。(Hammad, 2019)

由于PCM替代模块中使用的材料类型和它们的高重量(价值90MJ)，在建设过程中，PCM替代模块的能源利用可以比钢更容易估计。(Aye, 2011)

结构元素“非”内置材料，具有高可回收潜力，因此与其他模块化替代品相比，可将再利用率降低到大约20%。(Aye, 2011)

在与其他替代方案的定性比较中，隐含能耗和潜在节能值最小，分别为800GJ和60%。(Aye, 2011)

Table 4. 11 - Final indicators for PCM

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Final	51886.03	24	46442	20000	10	64.5	1.63	90	20	800	60
Units	AUD	Days	kg	kg	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

Traditional Reinforced Concrete (TRC) final indicators

传统钢筋混凝土(TRC)最终指标

文献中最主要的重点是对模块化选项之一和传统方法进行比较，从而使传统方法获得更多的直接数据。主要的案例研究也不例外，几乎一半的价值是直接可得的，如项目成本、时间、噪音水平、伤害风险和施工期间使用的能源，在表4.12中以绿色显示(Hammad, 2019)

Table 4. 12 - TRC first-hand data over literatures

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Hammad	81229.8	65.98				71	2.17	198
Akbarnejad	120000	67	84672
Aye			2281000	3949					2.2	38008	32.2
Units	AUD/MLYR	Days	kg	tons	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

然而，文献的价值仍然是必须计算的。绿色气体排放指标和隐含能源使用由Aye的案例研究通过对63个公寓单元的数值除以得出的Co2排放量为36206.35kg, 62.5 m2面积为603.3 GJ，与主案例研究相同。(Aye, 2011) (Hammad, 2019)

材料消耗与碳足迹采用相同的方法，最终值为62682.5kg，这远远高于模块化替代品。(Aye, 2011) (Hammad, 2019)

WSP从一份名为“多户经济适用房模块化建设”的文献资源中定性地计算了垃圾产生量，该资源声称，传统的场地建造方法产生的建筑垃圾约为2.5倍(WSP, 2018)。因此，TRC废物产生量是模块化废物产生量的2.5倍以上，为15%。

得出了重复利用和元素重复利用所节省的隐含能量两个数值

Aye的案例研究分别为2.2%和32.2%。

Table 4. 13 - Final indicators for TRC with direct data (green) and calculated data (yellow)

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
Final	81229.8	65.98	36206.35	62682.5	15	71	2.17	198	2.2	603.3	32.2
Units	AUD	Days	kg	kg	%	dB	-	MJ	%	GJ	%

总的来说，表4.14给出了决策过程中使用的参考文献和最终指标值。(绿色为直接数据，黄色为计算数据，蓝色为估计数据)

Table 4. 14 - Final Quantitative indicators used for decision making process

Refrences	Cost	Time	CO2	Material	Waste	Noise	Injury risk	nergy utilize	Re-use	bodied ene	Emb saved
PSM	48244.6	21.31	54079	13825.4	5	64.5	1.63	85.93	50	901.2	81.3
PTM	45000	20	39375	15809.52	9	64.5	1.63	80	70	656.71	69.1
PCM	51886.03	24	46442	20000	10	64.5	1.63	90	20	800	60
TRC	81229.8	65.98	36206.35	62682.5	15	71	2.17	198	2.2	603.3	32.2
Units	AUD	Days	kg	kg	%	dB	-	MJ	%	GJ	%
Refrence	Ham, Aye, Balas	Hammad	Balas, Aye	Aye	Doyoon, WSP, Aye	Hammad	Hammad	Hammad	Aye	Aye	Aye

4.2.4Weights

权重(MIVES中的Pesos)是决策过程中最重要的因素之一，在数据上被分配的方式是，每个部分在效率和重要性方面的优先级可以决定哪些值将在其他值中。采用层次分析法对数据进行权重分配。在AHP中，你通过每个元素相对于其他元素的主观重要性得到权重(Alejandro Josa, 2012)。

Weights of requirments权重的要求

需求的重要性是基于对建筑商、建筑师、销售代理和客户的专业调查，以了解市场的需求，并根据市场对创新方法的期望做出决策。根据调查，减少时间是施工人员和未来客户选择模块化方法的首要任务，以达到30%的重量。经济问题排在时间因素之后，因为在预算上节省成本和通过在项目上增加额外成本来抵消费用差距的回应之间不一致。经济要求有27%的重量。在一些地区，选择一种创新方法的优先事项是环境排放、废物产生和产品的可回收性。因此，在25%重量的经济要求之后，环境要求也随之而来。

正如之前提到的，由于客户和市场参与者对社会优势和安全优势的优先级较低，因此社会优势和安全优势分别占了13%和5%的权重，被纳入了这个决策过程。

Table 4. 15 - Requirement weights

Requirement	Economic	Time	Environmental	Safety	Social
Weights	27%	30%	25%	13%	5%

Weights of criteria指标权重

在项目的成本和时间中，单一的标准占100%的权重。然而，例如，在环境和AHP方法必须使用分配权重的基础上的重要性，在环境的考虑。在权重分配过程中，AHP方法考虑了建筑活动可能产生的排放量和对全球环境的负面影响量。在LFA分析中，能源消耗和材料消耗是优先考虑的因素，因为首先要将项目的一次资源消耗降至最低，然后通过改变工艺等方法减少排放。最后，必须改进重用和回收和元素的能力。(Mohammad Kamali, 2017) (John Quale, 2012) (Marta Gangolells, 2014)。其中，能耗和材料消耗占比最大，占17%，体现能源占16%，废弃物产生、温室气体排放和回收占15%。最后，噪声污染的权重优先级最低，为5%。

Table 4. 16 - Weights of criteria

Criteria	Energy consumption	Waste generation	Material Consumption	Noise pollution	Greenhouse gas emission	Recycle	Embodied energy
Weights	17%	15%	17%	5%	15%	15%	16%

Weights of Indicators指标的权重

采用层次分析法将经济指标和时间指标划分为项目成本和时间两大类及其稳定性比，权重分别为80%和20%。单一指标的标准显然有100%的权重。而回收标准中有两个指标，元素的可回收性和再利用度，权重分别为40%和60%。此外，隐含能源被分为隐含能源使用，这比其他更重要的是，通过再利用节省隐含能源，因为它之前提到，首先使用必须最小化，然后行动，如元素的再利用必须做。将70%的重量分配给隐含能量使用，30%分配给节省的隐含能量。“工作稳定性”和“新增工作岗位”为工作状态指标，权重均为50%。(图4.11)

Figure 4. 11 - Weights assigned on the Requirements, criteria, and Indicators in MIVES software在MIVES软件中对需求、标准和指标分配的权重

价值函数在决定每个指标在每个备选方案的其他指标中可以具有哪个比较最终值方面起着重要的作用。为了评估每个备选方案的可持续性指数(Is)，分配并使用了价值函数(Alarcon et al.， 2011)。价值函数的一般形式由表4.17表示，它允许通过将物理单位转换为0.0至1.0之间的无量纲值来评估与每个指标相关的可持续性(满意度)。

Equation 4. 1 - Functionality of value function elements

式(4.1)中，B为Xmin的指标(Iind)值，Xmin为评估指标区间内横坐标的最小值;X为所评指标横坐标值;是一个形状因子，定义曲线是否凹(Pi <1)，凸(Pi >1)、线性(Pi = 1)或s形(Pi >1)，(见图4.12)，Ci在拐点处近似于横坐标;Ki在拐点趋于(Iind)。防止函数超出范围(0,1)的因子B由式(4.2)求得，Xmax为递增值函数响应值为1的指标横坐标值。

Equation 4. 2 - B value equation

Figure 4. 12 - Possible forms of the value function

由于缺乏资源来分配模块化方案的具体价值函数，因此我们对形状、P、K、C值考虑了一些可以增加项目可行性和可持续性的假设，以选择最佳的算盘形式。

在另一方面，最大和最小满意度点被选择在一个项目管理的期望上。例如，在项目总成本指标案例中，最低满意点为82000澳元，略高于传统的钢筋混凝土替代方案的成本(81229.8澳元)，因为这些替代方案应该被视为合理的选择，可以节省最终预算。此外，同样的规则也适用于与Timber Modular替代方案(45000澳元)接近的最大满意度点，以尽可能减少最终预算。算盘的形状被选为凸形(在MIVES中是凸形)，因为即使是最不经济的替代方案也会对项目的满意度产生积极的影响，可以在0到10的范围内给予任何积极的分数。但是曲线越接近传统的替代预算，它所能得到的满意度就越低。(图4.13)

Figure 4. 13 - Value function for total project cost in MIVES

The following Table 4.17 includes the value functions which were used for the rest of the indicators.下表4.17包括了用于其他指标的值函数。

Table 4. 17 - Value function for indicators in MIVES

Indicators	Lower limit	Upper limit	Max satisfaction	Min satisfaction	P	K	C	Shape
Total Project Cost	30000	90000	43000	82000	0.5	0.5	79900	Concave
Cost stability	0	10	10	5	0.5	0.5	5.5	Concave
Total Project Time	20	75	20	68	0.5	0.5	63.2	Concave
Time stability	0	10	10	5	0.5	0.5	5.5	Concave
Energy Utilized	75	220	80	205	0.5	0.5	192.5	Concave
Solid Waste	0	100	0	18	0.8	0.5	16.2	Concave
Material Consum.	10000	70000	12000	63000	0.5	0.5	57900	Concave
Noise Level	58	78	62	72	0.5	0.5	71	Concave
CO2	32000	60000	32000	55000	0.5	0.5	52700	Concave
Recyclability	0	10	10	0	0.5	0.5	1	Concave
Re-use	0	100	60	0	0.5	0.5	20	Concave
Embodied energy	600	950	600	915	0.5	0.5	883.5	Concave
Embodied saved	0	100	90	30	0.5	0.5	36	Concave
Injury risk	0	4	1.55	2.2	0.5	0.5	2.135	Concave
Protection level	0	10	10	0	1	0.01	1	Lineal
Job stability	0	10	9	4	1	0.01	4.5	Lineal
New job creation	0	10	10	0	0.5	0.5	5	Concave
Quality Satisfaction	0	10	10	0	1	0.01	5	Lineal

4.3 Data analysis数据分析

4.3.1Indicators Values

将指标数据转换为一般归一化值，见表4.18 &4.19基于先前赋值的给定值函数。这一步对于下一步分析至关重要，分析将得出标准和需求值，从而得出可持续性指数，从而做出多标准决策。正如可以看到的，这些值有相同的范围0到1，所以可以与一个普通的单位进行比较。由于各指标的价值取向单一，这一层面的比较比较明显，但在后续的分析中，会有多准则的比较，可以为未来的决策过程获得有用的数据。

Table 4. 18 - Indicators normalized values

	R1C1I1	R1C1I2	R2C1I1	R2C1I2	R3C1I1	R3C2I1	R3C3I1	R3C4I1	R3C5I1
TRC	0.16	0.51	0.24	0.51	0.27	0.29	0.1	0.34	0.92
PSM	0.94	0.92	0.98	0.92	0.98	0.82	0.99	0.88	0.23
PCM	0.9	0.81	0.97	0.81	0.97	0.59	0.93	0.88	0.65
PTM	0.98	0.92	1	0.92	1	0.64	0.97	0.88	0.85

Table 4. 19 – Indicator normalized values

	R3C6I1	R3C6I2	R3C7I1	R3C7I2	R4C1I1	R4C2I1	R5C1I1	R5C1I2	R5C2I1
TRC	0.73	0.26	1	0.24	0.24	0.21	0.2	0.63	0.5
PSM	0.95	0.94	0.23	0.95	0.94	0.9	0.8	0.92	0.9
PCM	0.92	0.68	0.64	0.77	0.94	0.9	0.8	0.92	0.8
PTM	0.98	0.84	0.92	0.85	0.94	0.9	0.8	0.92	0.9

4.3.2 Criteria Values

MIVES通过单个或多个指标的标准化值来分析每个标准，结果值的范围为0到1，用于随后的比较。

Table 4. 20 - Criteria normalized values

	R1C1	R2C1	R3C1	R3C2	R3C3	R3C4
TRC	0.23	0.29	0.28	0.29	0.09	0.32
PSM	0.94	0.97	0.99	0.83	0.99	0.88
PCM	0.88	0.94	0.96	0.59	0.94	0.88
PTM	0.97	0.98	1.01	0.64	0.96	0.88

Table 4. 21 - Criteria normalized values

	R3C5	R3C6	R3C7	R4C1	R4C2	R5C1	R5C2
TRC	0.91	0.45	0.83	0.24	0.21	0.40	0.52
PSM	0.24	0.96	0.48	0.95	0.90	0.88	0.92
PCM	0.64	0.77	0.72	0.95	0.90	0.88	0.80
PTM	0.85	0.91	0.96	0.95	0.90	0.88	0.92

首先，项目成本(R1C1)准则值表明，由于项目总成本(R1C1I1)大幅减少，项目最终预算的成本稳定性(R1C1I2)较大，几乎三个模块化方案的效果是传统方法的3倍以上。最小值为PTM，为0.97，略高于PSM，其次为PCM，为0.88，最后为TRC，为0.23(图4.14)。

Figure 4. 14 - Criteria normalized values

模块化方案在节省时间方面的比较是接近的，可以说，这三种方案都可以使项目执行时间比传统方法短3倍以上。木材、钢材和混凝土选项的值分别为0.98、0.97和0.94，而传统混凝土方法的值为0.29(图4.15)。

Figure 4. 15 - Project Schedule

模块化方法的节能潜力接近木材解决方案和钢模块的最大满意度点，而混凝土方案的满意度点为0.96。而传统替代只有28%的满意度。替代方案中的废物产生态度不同，而传统方法(值为0.29)的废物产生比例最大，模块化替代方案的表现更好，其中钢材方案减少最多，值为0.83，紧随其后的是木材和混凝土方案，值分别为0.64和0.54。如前所述，PCM替代品由于材料选择与TRC相似，在其他三种替代品中性能最低。(图4.16)

Figure 4. 16 - Waste generation ratios

Figure 4. 17 - CO2 Emission normalized values

本研究表明，由于材料选择的原因，预制钢模块在项目中具有最高的回收再利用潜力，其值为0.96

以及文献中提到的元件制造的重复性和结构件的长寿命等问题。Timber solution的数值略低于PSM，为0.91，这也证实了专业调查中参与者提到的木质模块可回收的概念。

Figure 4. 18 - Recyclability and re-use potential of alternatives

讨论了在每个替代方案的生命周期内所使用的隐含能源的数量，以及通过在项目中重复使用影响建筑总隐含能源消耗的元素的未来节约的潜力。如图4.19所示，传统方法在消耗方面满意度最高，而钢模块满意度最低，PTM使用的全生命周期隐含能量满意度为0.91，表明Timber solution在其他方法中是可靠的。然而，本研究发现，钢材方案的再利用价值最多，为0.95，其他两种木材和混凝土模块分别为0.85和0.77，可以弥补与传统方法的再利用价值0.24的差距。PTM能够抵消重复利用潜力的差异，获得最满意的总价值0.96。之后，传统的钢筋混凝土方法以0.88仍然证明了其优于其他两种模块化方案的能力。

Figure 4. 19 - Embodied energy consumption and saving potential by reuse

在安全性方面，模块化方案由于其非现场性质，可以提供较高的满意度，其对工人的伤害风险值为0.95，对自然原因的保护值为0.90，这从文献研究中证实了模块化施工比传统方法的安全优势理论。(图4.20)

Figure 4. 20 - Safety advantage of modular construction over traditional method

文献综述部分提到的社会效益也在MIVES系统中得到了检验，模块化建设中的工作稳定性和就业创造在就业能力比率存在问题的地区中对建设社会有显著的好处。

Figure 4. 21 - Social criteria

4.3.3 Requirement Values

在对标准函数进行分析后，每一项要求的一般值与所实现的方案有关，可以检验所有四种施工方法，以了解哪种方案在经济、时间、环境、安全和社会问题方面更合适。
下面的表4.22演示了每种选择的需求规范化值。

Table 4. 22 - Requirement normalized values for four indicators.

Requirements	Economic	Time	Environmental	Safety	Social
TRC	0.23	0.29	0.45	0.22	0.46
PSM	0.94	0.97	0.75	0.93	0.88
PCM	0.88	0.94	0.78	0.93	0.84
PTM	0.97	0.98	0.88	0.93	0.88

Economic and Time requirements

如图所示，模块化方法在经济和时间方面表现显著，在时间方面的最大值分别为0.97和0.94，在经济需求方面的最大值分别为0.98和o.97。传统的钢筋混凝土方案在工程成本和时间上表现出较差的功能，最小值依次为o.29和0.23。(图4.22)

Figure 4. 22 - Time and Economic comparison between four alternatives by normalized values analysed by MIVES

Environmental requirement

一般来说，三种模块化方法都击败了传统方法，在比较中几乎有两倍的标准化值。尽管钢模块在温室气体排放和建筑中使用的隐含能源方面表现不佳，但事实证明，钢模块比传统方案更好地满足环境需求，其数值为0.75，是第三大模块化方案。预制木材模块获得的最大值为0.88，这不仅是最经济的选择，而且在其他相关中最环保。其次，混凝土模块的值为0.78，表明在需要时选择它的责任，而传统的混凝土方法包括大多数PCM使用的材料，但在现场工厂只能达到0.45的满意值。(图4.23)

Figure 4. 23 - Environmental Comparison among modular approaches and traditional kind

Safety and social requirements

从图4.24中可以看出，模块化建筑在安全和社会需求方面的优势超过了传统方案，这可能会使模块化方法成为该住宅项目建设的最佳选择。正如前面提到的，这两个标准在任何决策过程中都必须考虑，因为它们在建筑业中非常重要。

Figure 4. 24 - Modular dominance in safety and social requirements over conventional option

4.3.4 Sustainability Values (Final decision)

最后，可持续性指数可以断言，哪一个替代方案将被决定为最可持续的主要研究项目的建设。如前所述，短期的项目进度、较低的预算、减少环境排放和回收/再利用能力、安全措施和社会效益等市场需求影响了这一决定。表4.23解释了预制木材模块(PTM)是最可持续的替代材料，其完美标准化值为0.94。这可能是因为它的建设时间表更短，总预算最低，在其他备选方案中在环保方面表现出色。第二好的选择是预制钢模块化方法，该方法的数值为0.9，略低于PTM方案。在一些领域，钢模块的效果较差，甚至不如传统方法，然而，由于市场和行业的优先考虑，这种替代方案能够弥补其差距，并优于传统选择和其他PCM相对。

Table 4. 23 - SI (Sustainability Indexes related to four alternatives)

	TRC	PSM	PCM	PTM
SI	0.32	0.90	0.88	0.94

预制混凝土的可持续价值为0.88，是传统混凝土(0.32)的两倍多，这表明即使在最接近传统施工方法的材料选择中，场外施工的优越性质。这一事实解释了这样一个事实，即材料增强并不是能够提高一种方法可持续性的唯一因素，但非现场工厂制造、元素标准化、使用自动化和在生产线上应用重复概念可以对可持续性性能产生重大影响。

Figure 4. 25 - Sustainability Index which makes the final decision among the alternatives

5 Conclusions结论

5.1 Decision making process

为了确定模块化施工方法与传统方法相比的优势，可以通过分析各项标准，如经济标准和环境标准等，进行文献综述。然而，为了找出这些好处在市场上有多大的实用性，必须通过一些专业工具进行权衡，比如项目管理软件程序，它可以根据接收到的输入数据做出决定。本研究使用MIVES软件来检验这些益处。由于缺乏重点或这一课题的新性质，这类研究的资源是有限的，只有5个因为其标准研究的多样性、可靠性和数据的准确性而被选择。MIVES中使用的需求、标准、指标和权重的选择是基于市场需求和从调查中获得的专业意见以及参考数据的可获得性。在分配了与每个标准(例如降低成本、节省时间和最小化排放)的满意度相关的值函数后，得到了可以在0到1范围内的备选方案之间进行比较的标准化值。

5.2 Conclusions and discussion结果和讨论

5.2.1 ECONOMIC – TIME discussion经济性之时间的讨论

决策结果

一般来说，这三种模块化方案都以几乎两倍的标准化值击败了传统方法。模块化方法在经济和时间方面具有显著的性能，木材和钢模块在时间和经济需求方面的最大值。传统的钢筋混凝土方案在工程成本和时间上都表现出较差的功能。

文献回顾信息

这些结果证实了项目进度节省了%50的时间(麦肯锡公司报告，2019年)和预算成本减少了20%，这在许多文献中也被提到。

专业的调查确认

此外，专业参与调研的人员声称，与传统的现场施工法相比，每小时的工作增加了额外的价值，成本降低了50%。

5.2.2 ENVIRONMENTAL discussion环境友好讨论

可回收和再利用的潜力

该研究表明，预制钢模块由于材料的选择、生产线元素的重复以及结构部件的长寿命，在其他方案中具有最高的回收再利用潜力。与PSM相比，Timber solution可以确认专业调查中参与者提到的木质模块可回收的概念。

通过重复利用节约能源

有一个关于文献和调查参与者的讨论，在每个替代方案的生命周期内使用的嵌入式能源的数量，以及通过在项目中重复使用影响建筑中总嵌入式能源消耗的元素的未来节约的潜力，其中一个公司称赞我们的家在能源消耗方面不是积极的。传统方法的能耗满意度最高，而钢模块的全生命周期能耗满意度最低。PTM具有较好的应用价值，表明Timber解决方案在其他解决方案中是可靠的。然而，研究结果表明，最具再利用价值的是钢材，另外两种木材和混凝土模块分别可以弥补与传统方法的差距。总的来说，PTM能够抵消重复利用潜力的差异，获得最大的满意度。后来，传统的钢筋混凝土方法仍然证明了其优于其他两种模块化方法的能力。

温室气体排放

尽管钢模块(PSM)在温室气体排放方面的表现较差，这给模块化建筑比文献综述和建筑中使用的隐含能源减少30%的温室气体排放带来了不确定性，证明它比传统方案(第三种模块化方案)更好地提供环境需求。

最环保的替代品

预制木材模块获得了最大的价值，不仅实现了最经济的选择，而且在其他相关产品中是环境友好的。随后，混凝土模块显示出在需要时选择的可能性，而传统的混凝土方法包含了PCM的大部分使用材料，但在现场工厂只能达到最小值。

与文献综述资料和调查结果的比较

这种比较解释了在各种科学文章中提到的关于模块化建筑的环保概念的真相。(麦肯锡公司报告，2019)，(M. Kamali, 2016)和调查结果证实了这一概念在市场上的真实案例多年的经验。

5.2.3 SAFETY AND SOCIAL dominance by modular methods采用模块化方法实现安全性和社会优势

模块化建筑在安全和社会需求方面的优势超过了传统的选择，这可以提高模块化方法成为建造这个住宅项目的最佳选择的可能性。正如前面提到的，这两个标准在任何决策过程中都必须考虑，因为它们在建筑业中非常重要。文献综述部分提到的社会效益也在MIVES系统中得到了检验，模块化建设中的工作稳定性和就业创造在就业能力比率存在问题的地区中对建设社会有显著的好处。

5.2.4 FINAL DECISION MAKING BASED ON SUSTAIABLITY INDEXES基于可持续发展指数进行最终决策

预制木材模块(PTM)是最可持续的替代材料，其完美的标准化值为0.94。这可能是因为它的建设时间表更短，总预算最低，以及在其他备选方案中在环保方面的卓越表现。

第二好的选择是预制钢模块化方法，该方法的数值为0.9，略低于PTM方案。在一些领域，钢模块的效果较差，甚至不如传统方法，然而，由于市场和行业的优先考虑，这种替代方案能够弥补其差距，并优于传统选择和其他PCM相对。

预制混凝土的可持续价值为0.88，是传统混凝土(0.32)的两倍多，这表明即使在最接近传统施工方法的材料选择中，场外施工的优越性质。这一结果解释了这样一个事实，即材料增强并不是能够提高一种方法可持续性的唯一因素，但非现场工厂制造、元素标准化、使用自动化和在生产线上应用重复的概念可以对可持续性性能产生重大影响。

5.3 Effective external factors on decision影响决策的有效外部因素

在澳大利亚悉尼的一个特定住宅案例中，建筑师选择了三种模块化方案和一种传统方法，以实现可持续性的最佳选择。但是，有一些因素显然会影响最终的决定。例如项目的地点，主要资源的可获得性可以改变或替代或指标的数量。当地市场及其对特定产品的需求对于选择影响权重优先次序的最佳方法可能至关重要。前面提到的每个地区的规定都会改变项目的要求和指标。

项目的类型是住宅建筑，有自己的特点，但例如学校或医院项目将要求更高的功能和寿命，因为它们独特的操作类型，并可以证明在决策过程中相当重要的最后一步。特殊工程由于其独特的要求往往不考虑所有的标准。例如，在病毒大流行期间需要的紧急卫生站有自己的材料选择、设计改进和需求优先事项。

5.4 Future studies未来的研究

由于这一课题的新颖性，仍有许多研究未被覆盖，未来可能会进行研究。

5.4.1 Decision making study on two real projects with the input data of professional modular and traditional constructors以专业模块化和传统施工数据为输入，对两个实际工程项目进行决策研究

由于文献资料的缺乏，有太多的元素是通过假设和调查信息来估计的，所以找到这些数据，以实数进行精确的研究至关重要。这些数据可以通过要求行业参与者获得真实的项目细节，包括预算、进度、材料消耗等来获得。这样可以提高研究的可靠性，获得准确的结果。因此，可以通过一个决策过程来找出哪种选择更可持续。

5.4.2 Technological studies about the production line of a modular off-site plant by factory and on-site visits对某模块化非现场工厂的生产线进行工艺研究及现场走访

自动化的使用状况、生产率等仍存在不确定性，需要仔细分析。模块化建筑被建议作为建筑行业工业化的一个例子，以提高生产率，但与过去的调查相对应，大多数建筑商没有从他们的生产线和装配过程的自动化中受益。需要对项目的不同阶段进行研究，并进行科学的监测和分析，以便发现挑战、错误和可能的解决方案，使这种方法更加可持续。

5.4.3 A survey about challenges in modular construction and its possible solutions to find adequate solutions调查模块化建设面临的挑战及其可能的解决方案，以找到适当的解决方案

挑战必须更多地集中在这种方法上，因为它的参与者仍然遭受着建筑行业和项目旧条件与创新解决方案的不兼容性。我们必须对专家进行一系列的采访，走访工厂等，倾听他们的声音，然后研究人员找到解决方案，更新行业，帮助他们增长。

5.5 Recommendations建议书

5.5.1Cooperation between industrial players and scientific researchers in offsite construction工业参与者和科研人员在场外建设中的合作

在文献、调查的专业参与者和决策研究的数据和结果中发现了大量的对比，这表明科学研究人员和建筑行业的专业参与者之间的合作状况很差。很明显，在真实的项目中，来自建设者、设计师等人的真实数据比科学估计更可靠，在这种情况下，科学估计是基于BIM模型和近似计算，没有任何工业中常见挑战的中断影响。很少有参与者不愿意公开分享他们的项目细节，甚至不愿意以教育为目的，在一个案例中，模块化行业中最具创新力的参与者之一回应说，他们没有足够的时间通过直接电子邮件回应调查。这些态度会增加建筑社会中科学和工业这两个至关重要的改进要素之间的差距，而要减少这两个要素之间的差距，就必须加强非现场社会的合作。

5.5.2 Education about industrialization in construction and its alternatives建筑产业化教育及其对策

从调查参与者那里收集到的信息证明，进入专业社会的工程师和建筑师缺乏关于场外施工方法的教育，这可能会导致项目的设计、协调和执行过程中出现问题。这一系列的错误必须通过更新教育资源来解决，如非现场施工、施工理念上的产业化等创新方法，而不是传统的现场方法仍然占据大部分的教育课程。这些行动可以改善建筑行业的共同挑战，如生产力问题和可持续发展率，通过鼓励研究人员甚至远远超出调查的边界，使找到更多创新的解决方案，如机器人制造，3D混凝土打印等。

5.5.3 Establishing international and regional adequate codes建立国际和地区适当的规范

研究人员和行业参与者建议使用自动化来提高建筑行业的生产力和可持续性，这对其他行业产生了积极的影响。然而，建筑商和制造商的生产线缺乏国际统一编码，以及当地法规的边界和不确定性。

为了解决这些问题，与会者提出了一个类似于现场传统方法的国际准则，这些准则的制定责任由研究人员和专业专家承担，并建立相互合作的伙伴关系，这只有在工业与科学合作中才可能实现。

5.5.4 Synchronizing the contract conditions with modular construction conditions将合同条件与模块化施工条件同步

在合同条件方面存在许多问题，如最终客户(即最终购房者)的误解，认为工厂是“建筑商”，而实际的独立建筑商是工厂的销售代理(上述参与者之一)。对于这个问题，一个推荐的解决方案是定义项目参与者之间的关系，他们的责任。例如，要求构建方的客户签署一份详细描述关系的“公开确认”。此外，现场缺乏优质合作伙伴。当现场参与者意识到模块化施工的优势时，问题就开始了，他们倾向于提高服务价格，这可能会提高项目的最终价格。模块化项目可能面临的另一个挑战是无法在约定的时间内交付项目，而且现场执行的质量不可接受。专业人士回答说，确保工作正确完成的责任属于建造商，任何延误都可能导致通过滞期费推迟产品和利息的运输。

这些问题必须通过定义独特的合同类型来解决，这些合同类型应适应非施工性质，并为全球所有参与者所遵守。

5.5.5 Education about modular construction among public/market and advertisements on its potential advantages in social media etc.教育公众/市场模块化建设，宣传其在社交媒体上的潜在优势等。

市场认为选择模块化方法而不是传统建筑的唯一价值是更便宜，而大多数人、媒体，甚至专业工程师并不了解模块化建筑的能力。许多人继续混淆这种形式的建设与HUD，在框架产品。公众/市场认为的另一种错误看法是，预制方法限制了设计选择，而有些玩家认为情况恰恰相反。因此，通过使用模块化建设的主要优势之一，即更短的工期，市场可以由模块化项目主导，他们交付的案例越多，这种方法就越得到公众的认可，最终模块化方法的优越性质可以被证明。另一个解决方案是建筑商、制造商、建筑师和工程师之间的一种合作形式，由模块化住宅建筑商协会(Modular Home builders Association)等国家实体教育公众。许多错误的认识和误解可以通过组织良好的广告来澄清，模块化建筑与传统方法相比有几个优势。

5.5.6Changes in financial strategies and adapting them with off-site construction nature财务策略的变化和适应他们的非现场建设性质

对于依赖这些援助的项目来说，财政援助是至关重要的，但与模块化的项目过程并不协调，在模块化的项目过程中，有人认为，在第一批组件交付到现场并组装之前，这些援助将无法到达。这对涉及银行融资的项目的现金流造成压力。改善项目合作关系的建议解决方案是改变合同条件和对资助人进行教育。