Rumah prefab (rumah prefabrikasi) adalah rumah khusus di mana komponennya dibangun di luar lokasi di bagian standar untuk dirakit dan diselesaikan di lokasi. Sebagai alternatif dari teknik bangunan tradisional, ini berfungsi sebagai metode konstruksi yang lebih cepat dengan lebih sedikit limbah dan dampak lingkungan yang lebih sedikit. Rumah prefab dapat dirujuk dalam banyak cara, termasuk rumah prefabrikasi, rumah modular, dan rumah modular.
Industri konstruksi Hong Kong, misalnya, menghasilkan limbah hingga 40% dari total pemasukan TPA, dan konstruksi pabrikan sebagai alternatif diproyeksikan mengurangi limbah ini hingga hampir 85%. Ini juga merupakan sarana konstruksi yang lebih cepat, sebagaimana dibuktikan oleh perusahaan konstruksi China, yang mendirikan bangunan 57 lantai dalam 19 hari pada tahun 2015 menggunakan metode ini [1].
Karena sifat persyaratan untuk rumah prefab, bahan yang digunakan harus memenuhi kriteria tertentu, seperti daya tahan dan ringan. Namun, tidak setiap elemen bangunan perlu dipertimbangkan untuk prefabrikasi. Hanya komponen tertentu yang membentuk sebagian besar konstruksi bangunan dan perlengkapan interior yang dapat dibuat secara prefabrikasi, seperti dinding, lantai, atap, lemari, dan unit rak.
Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari tentang:
Rumah pabrikan adalah rumah yang komponennya telah dibangun di luar lokasi sebelum perakitan/pemasangan di lokasi akhirnya. Pembuatan komponen ini dilakukan dalam lingkungan yang terkendali; paling sering, pabrik. Prinsip penggerak di balik rumah pabrikan adalah [2]:
Rumah prefab dapat diproduksi secara massal karena komponennya dapat dibangun relatif lebih cepat daripada bangunan di tempat. Ini akan menunjukkan pergeseran fokus dan infrastruktur bangunan dari memproduksi bahan mentah seperti semen, pasir, dan balok-I, menjadi memproduksi komponen modular seperti panel pracetak dan kayu lapis.
Rumah prefab lebih murah daripada rumah biasa karena jumlah waktu dan tenaga yang dihemat dibandingkan dengan konstruksi tradisional. Waktu yang digunakan lebih sering terkonsentrasi pada pembuatan komponen daripada perakitannya.
Desain rumah pabrikan membutuhkan komponen agar sesuai dengan cara yang memungkinkan tingkat penyesuaian yang wajar. Selain itu, proses yang digunakan dalam konstruksi dan perakitan harus memiliki dampak lingkungan sesedikit mungkin.
Kerugiannya berpusat pada kekuatan dan stabilitas yang berkurang, yang menjadi perhatian serius dalam kasus bencana alam dan bahkan selama pengangkutan segmen prefab dari lokasi fabrikasi ke lokasi pemasangan [3].
Beberapa material digunakan di rumah prefab, seperti beton, kayu, dan logam [4]. Di sini, kami memeriksa beberapa bahan ini dan kemanjurannya dalam penggunaannya.
Penggunaan beton sebagai bahan bangunan sudah terdokumentasi dengan baik. Namun, penggunaannya untuk rumah prefab mengambil dimensi yang berbeda karena pertimbangan lain yang terlibat. Dimungkinkan untuk mencapai struktur kokoh dengan profil yang sangat rumit melalui penggunaan cetakan. Panel beton pracetak juga dapat digunakan dalam konstruksi bertingkat yang lebih besar yang dapat membentuk blok bangunan. Bahannya sendiri dapat diformulasikan untuk memenuhi persyaratan tertentu, seperti ringan (ada formulasi beton yang dapat mengapung di atas air) dan tahan terhadap fluktuasi suhu. Aditif seperti graphene oxide dapat ditambahkan ke beton untuk membuatnya menjadi bahan yang lebih berkelanjutan.
Kayu adalah bahan lain yang umum digunakan di rumah prefab. Dapat digunakan apa adanya, dalam bentuk “kayu berat”, yang mengacu pada struktur kolom dan balok, atau dalam bentuk “kayu masal”, yang mengacu pada penggunaannya sebagai sistem panel (kombinasi kayu dan bahan). Ketahanan api kayu sering menjadi perhatian, tetapi sistem kayu dapat dirancang untuk memiliki ketahanan api yang baik karena arang ablatif yang terbentuk selama terpapar api. Bambu adalah bahan bangunan umum yang juga dapat disesuaikan untuk digunakan di rumah pabrikan. Kayu juga dapat direkayasa menjadi komposit yang memiliki sifat material yang baik, bahkan sebanding dengan baja. Contoh bahan kayu tersebut termasuk kayu laminasi silang (CLT), kayu laminasi terpaku (GLULAM), dan kayu veneer laminasi (LVL). Mereka semua pada dasarnya adalah beberapa bagian dari lembaran kayu yang direkatkan sedemikian rupa sehingga tidak ada garis butir kontinu untuk inisiasi atau perambatan patahan/retak.
Baja adalah bahan bangunan yang umum digunakan sebagai rangka penopang (balok-I dan kolom), lantai, dan dinding untuk bangunan modular. Ini dapat digunakan bersama dengan bahan atau sebagai sebagian besar bahan bangunan, seperti dalam adaptasi kontainer pengiriman. Penelitian menunjukkan bahwa struktur rangka baja dapat dibangun setinggi sepuluh lantai atau bahkan lebih.
Keuntungan baja adalah rasio berat terhadap kekuatan yang relatif rendah, kemudahan transportasi, dan dapat didaur ulang. Sebaliknya, kekurangannya termasuk insulasi yang buruk, kinerja akustik di bawah standar, dan fakta bahwa penggunaan baja untuk tujuan ini berpotensi mengeluarkannya dari lingkaran daur ulang.
Kaca adalah bahan yang sangat dapat disesuaikan untuk beberapa fungsi bangunan. Beberapa jenis kaca digunakan dalam konstruksi, termasuk kaca tempered, kaca laminasi, kaca yang diperkuat panas, dan kaca kawat. Kaca dapat menghasilkan sifat yang berguna, seperti kekuatan tinggi, insulasi, ketahanan kimia, dan ketahanan api. Kaca juga memiliki kualitas estetika yang unik dan sepenuhnya dapat didaur ulang, tema umum rumah pabrikan.
Bahan yang dapat didaur ulang mencakup beberapa bahan bangunan tradisional, seperti beton, papan dinding gipsum, dan baja. Mereka juga termasuk bahan lain, seperti isolasi selulosa, ubin langit-langit, plastik, ubin keramik atau porselen, dan isolasi fiberglass. Semua bahan ini dapat digunakan untuk membangun rumah pabrikan.
Tantangan penggunaan bahan-bahan ini adalah beberapa di antaranya tidak memiliki pasokan yang tetap dan tidak dapat diandalkan untuk penggunaan yang konsisten. Beberapa dari bahan-bahan ini juga dapat menjadi racun atau berbahaya bagi penduduk dalam jangka panjang sehingga harus dipelajari dengan cermat jika sesuai dengan tujuannya.
Prefabrikasi modular telah terbukti sebagai proses dengan banyak manfaat berkelanjutan dibandingkan dengan pendekatan konvensional. Selain aspek yang jelas seperti pengurangan limbah dan konsumsi energi yang lebih rendah di lokasi, banyak faktor yang memainkan peran mereka dalam keberlanjutan rumah pabrikan, terutama dalam tahap konstruksi. Kinerjanya yang berkelanjutan telah terbukti dalam menangani masalah limbah konstruksi, opsi estetika, gangguan lokasi, konsumsi air, dan timbulnya polusi.
Untuk mengevaluasi dengan benar keberlanjutan konstruksi prefab – dan konstruksi, secara umum – semua fase konstruksi, pengoperasian, dan pemeliharaan bangunan sepanjang siklus hidupnya harus dipertimbangkan.
Sebuah studi tahun 2019 tentang kinerja berkelanjutan bangunan modular prefabrikasi mengekstrak 16 indikator di seluruh dimensi ekonomi, sosial, dan lingkungan untuk dibandingkan dengan kinerja bangunan konvensional. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konstruksi prefab memiliki dampak yang jauh lebih kecil terhadap lingkungan, terutama dalam hal emisi, energi, dan konsumsi air. Konstruksi prefab juga menunjukkan keuntungan ekonomi karena mengurangi jumlah baja, beton dan bekisting yang digunakan dalam konstruksi tradisional masing-masing sebesar 60%, 56% dan 77% [5].
Manufaktur aditif (AM) sebagian besar telah dianggap sebagai teknologi yang terbatas pada produk kecil yang sulit ditingkatkan untuk desain yang lebih besar. Teknologi baru membuat terobosan tidak hanya dalam menggunakan AM untuk desain skala besar tetapi juga dalam menggunakannya untuk konstruksi.
Tantangan utama, bagaimanapun, adalah merumuskan bahan yang memiliki sifat yang cocok untuk pencetakan 3D dan yang akan menghasilkan bangunan yang cukup kokoh. Bahan berbasis semen, polimer, dan logam adalah beberapa bahan yang dapat dimodifikasi untuk pembuatan aditif.
Konstruksi melalui manufaktur aditif dapat memangkas biaya konstruksi secara signifikan karena menghasilkan lebih sedikit limbah dan tidak terlalu padat karya. Beberapa bangunan ikonik telah dibangun menggunakan teknologi AM, termasuk gedung perkantoran di Dubai, jembatan di Amsterdam, dan gedung hotel di Manila, di antara banyak lainnya [6].
Dubai, Uni Emirat Arab – 15 Juni 2018:Bangunan cetak 3D pertama di dunia yang berfungsi penuh di atas rumput hijau
Meskipun seluruh ide bangunan prefabrikasi masih cukup baru, ada kemungkinan baru yang menarik di industri ini. Dalam hal bahan yang digunakan, lebih banyak bahan sedang dipertimbangkan, seperti serat karbon untuk membuat struktur berserat dan plastik khusus yang digunakan untuk pencetakan 3D dari struktur besar. Dalam hal eksekusi, teknologi robot sedang dikembangkan yang dapat mengurangi input manusia seminimal mungkin dan menyelesaikan konstruksi di luar lokasi melalui data dari program komputer seperti Building Information Modeling (BIM) [2].
Teknologi Industri
Di antara berbagai inovasi yang dialami oleh profesi design engineering belakangan ini, keajaiban Additive Manufacturing (AM) mungkin yang paling berpengaruh sifatnya. Dengan teknik AM yang diadopsi secara luas di industri di seluruh dunia, rekayasa desain dan manufaktur tidak diragukan lagi akan di
Ikatan adalah proses penting dalam manufaktur, terutama ketika suatu produk atau subkomponen membutuhkan pegangan yang aman antara dua atau lebih bahan. Meskipun ada beberapa metode pengikatan yang perlu dipertimbangkan, proses ikatan kimia umumnya menawarkan penguatan yang jauh lebih besar, fleksib
Dengan penemuan teknologi yang konstan, lebih banyak bahan yang digunakan untuk pencetakan 3D. Pasar pencetakan 3D tidak lagi terbatas pada polimer karena ada berbagai bahan untuk dimanfaatkan. Plastik, logam, dan keramik dapat menghasilkan beragam produk yang sesuai dengan aplikasi yang berbeda.
Metode fabrikasi logam bervariasi dalam kompleksitas sehubungan dengan kualitas yang diinginkan dari produk akhir dan komposisi bahan yang digunakan. Kekuatan, konduktivitas, kekerasan, dan ketahanan terhadap korosi adalah semua sifat yang diinginkan secara umum. Melalui berbagai teknik pemotongan,
