Rumah Prefab: Waktu Pembangunan Lebih Cepat, Limbah Lebih Rendah, Jejak Lingkungan yang Dikurangi

Rumah prefab (rumah pratifabrikasi) adalah rumah khusus di mana komponen dibangun di luar lokasi dalam bagian standar untuk dirakit dan diselesaikan di lokasi. Sebagai alternatif terhadap teknik bangunan tradisional, ini berfungsi sebagai metode konstruksi yang lebih cepat dengan lebih sedikit limbah dan jejak lingkungan yang lebih sedikit negatif. Rumah prefab dapat disebut dengan banyak cara, termasuk rumah pratifabrikasi, rumah modular, dan rumah modular.

Industri konstruksi Hong Kong, misalnya, menghasilkan limbah hingga 40% dari total penimbunan sampah, dan konstruksi prefab sebagai alternatif diperkirakan dapat mengurangi limbah ini hingga 85%. Ini juga adalah cara konstruksi yang lebih cepat, seperti yang dibuktikan oleh perusahaan konstruksi China, yang mendirikan struktur 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 ketahanan dan ringan. Namun, tidak setiap elemen bangunan perlu dipertimbangkan untuk pratifabrikasi. Hanya komponen spesifik yang membentuk sebagian besar konstruksi bangunan dan fitting interior yang dapat pratifabrikasi, seperti dinding, lantai, atap, lemari, dan unit rak.

Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari tentang:

• Apa itu rumah prefab
• Bahan yang digunakan dalam rumah prefab
• Tren masa depan rumah prefab

Apa itu Rumah Prefab?

Rumah prefab adalah rumah di mana komponen telah dibangun di luar lokasi sebelum rakit/pasang di lokasi akhir mereka. Pembuatan komponen ini dilakukan dalam lingkungan yang terkontrol; paling sering, pabrik. Prinsip-prinsip di balik rumah prefab adalah [2]:

1. Industrialisasi dan produksi massal

Rumah prefab dapat diproduksi massal karena komponen dapat dibangun relatif lebih cepat daripada pembangunan di lokasi. Ini akan mewakili perubahan dalam fokus dan infrastruktur pembangunan dari memproduksi bahan mentah seperti semen, pasir dan balok I, untuk memproduksi komponen modular seperti panel beton cetak dan plywood.

2. Kecepatan dan Keterjangkauan

Rumah prefab lebih murah daripada rumah reguler karena jumlah waktu dan upaya yang dihemat dibandingkan dengan konstruksi tradisional. Waktu yang dihabiskan lebih sering terkonsentrasi dalam pembuatan komponen daripada dalam merakitnya.

3. Kustomisasi dan Berkelanjutan

Desain rumah prefab memerlukan komponen untuk cocok dengan cara yang memungkinkan tingkat kustomisasi yang wajar. Selain itu, proses yang digunakan dalam konstruksi dan rakitan perlu memiliki dampak lingkungan yang sekecil mungkin.

Singkatnya, keuntungan rumah prefab meliputi:

• biaya keseluruhan yang relatif lebih rendah
• kontrol kualitas yang lebih mudah
• konstruksi yang lebih cepat dan lebih aman
• limbah yang lebih sedikit dan pemulihan nilai melalui pemecahan daripada demolis

Kekurangan berkonsentrasi pada kekuatan dan stabilitas yang dikurangi, yang menjadi kekhawatiran serius dalam kasus bencana alam dan bahkan selama transportasi segmen prefab dari lokasi pembuatan ke lokasi pemasangan [3].

Bahan yang Digunakan dalam Rumah Prefab

Beberapa bahan yang digunakan dalam rumah prefab, seperti beton, kayu, dan logam [4]. Di sini, kami memeriksa beberapa bahan ini dan efektivitas penggunaannya.

Beton

Penggunaan beton sebagai bahan bangunan sudah terdokumentasi dengan baik. Namun, penggunaannya untuk rumah prefab membawa dimensi yang berbeda karena pertimbangan lain yang terlibat. Struktur yang kokoh dengan profil yang rumit dapat dicapai melalui penggunaan cetakan. Panel beton cetak juga dapat digunakan dalam konstruksi multi-lantai yang lebih besar yang dapat menjadi blok bangunan. Bahan itu sendiri dapat diformulasikan untuk memenuhi persyaratan tertentu, seperti ringan (ada formulasi beton yang dapat terapung di air) dan resistensi terhadap fluktuasi suhu. Aditif seperti oksida grafen dapat ditambahkan ke beton untuk membuatnya menjadi bahan yang lebih berkelanjutan.

Kayu

Kayu adalah bahan lain yang umum digunakan dalam rumah prefab. Ini dapat digunakan apa adanya, dalam bentuk “kayu berat”, yang merujuk pada struktur kolom dan balok, atau dalam bentuk “kayu massal”, yang merujuk pada penggunaannya sebagai sistem panel (kombinasi kayu dan bahan lain). Ketahanan api kayu sering menjadi subjek kekhawatiran, tetapi sistem kayu dapat dirancang untuk memiliki ketahanan api yang baik karena arang ablasi yang terbentuk selama paparan api. Bambu adalah bahan bangunan umum yang dapat diadaptasi untuk digunakan dalam rumah prefab, juga. Kayu dapat dirangkaikan menjadi komposit yang memiliki properti bahan yang baik, bahkan sebanding dengan besi. Contoh bahan kayu seperti ini termasuk kayu lapisi bersilang (CLT), kayu glulam (GLULAM), dan kayu veneer lapisi (LVL). Semua ini pada dasarnya beberapa bagian lembar kayu yang digabungkan dengan lem dengan cara yang tidak ada garis serabut yang berkelanjutan untuk inisiasi atau propagasi kesalahan/retakan.

Besi

Besi adalah bahan bangunan umum yang digunakan sebagai bingkai pendukung (balok I dan kolom), lantai, dan dinding untuk bangunan modular. Ia dapat digunakan bersama dengan bahan atau sebagai sebagian besar bahan bangunan, seperti dalam adaptasi kontainer pengiriman. Penelitian menunjukkan bahwa struktur perumahan besi dapat dibangun setinggi sepuluh lantai atau lebih.

Keuntungan besi adalah rasio bobot terhadap kekuatan yang relatif rendah, kemudahan transportasi, dan daur ulang. Di sisi lain, kerugiannya termasuk isolasi yang buruk, performa akustik yang tidak memadai, dan fakta bahwa penggunaan besi untuk tujuan ini secara potensi mengeluarkannya dari lingkaran daur ulang.

Kaca

Kaca adalah bahan yang sangat dapat disesuaikan untuk beberapa fungsi bangunan. Beberapa jenis kaca digunakan dalam konstruksi, termasuk kaca teper, kaca laminasi, kaca diperkuat panas, dan kaca kawat. Kaca dapat membawa properti yang berguna, seperti kekuatan tinggi, isolasi, resistensi kimia, dan resistensi api. Kaca juga memiliki kualitas estetik yang unik dan sepenuhnya dapat didaur ulang, tema umum dari rumah prefab.

Bahan Daur Ulang dan Reklamasi

Bahan yang dapat didaur ulang termasuk beberapa bahan bangunan tradisional, seperti beton, papan dinding gypsum, dan besi. Mereka juga mencakup bahan lain, seperti isolasi selulosa, tegel langit-langit, plastik, tegel keramik atau porselen, dan isolasi fibreglass. Semua bahan ini dapat digunakan untuk membangun rumah prefab.

Tantangan dalam menggunakan bahan ini adalah beberapa dari mereka tidak memiliki pasokan yang stabil dan tidak dapat diandalkan untuk penggunaan yang konsisten. Beberapa bahan ini mungkin juga beracun atau berbahaya bagi penghuni pada jangka panjang dan oleh karena itu harus dipelajari dengan hati-hati jika mereka akan cocok untuk tujuan tersebut.

Kontribusi Rumah Prefab terhadap Berkelanjutan

Pratifabrikasi modular telah terbukti sebagai proses dengan banyak manfaat berkelanjutan dibandingkan pendekatan konvensional. Selain aspek yang jelas seperti pengurangan limbah dan konsumsi energi di lokasi yang lebih rendah, banyak faktor memainkan peran mereka dalam berkelanjutan rumah prefab, terutama dalam fase konstruksi. Performa berkelanjutannya telah jelas ketika berkaitan dengan menangani masalah limbah konstruksi, opsi estetika, gangguan lokasi, konsumsi air, dan generasi polusi.

Untuk mengevaluasi berkelanjutan konstruksi prefab – dan konstruksi, secara umum – semua fase konstruksi, operasi, dan pemeliharaan bangunan selama siklus hidupnya harus dipertimbangkan.

Studi tahun 2019 tentang performa berkelanjutan bangunan modular pratifabrikasi mengekstrak 16 indikator di seluruh dimensi ekonomi, sosial, dan lingkungan untuk dibandingkan dengan performa bangunan konvensional. Hasilnya menunjukkan bahwa konstruksi prefab memiliki dampak yang jauh lebih kecil pada lingkungan, terutama dalam hal emisi, energi, dan konsumsi air. Konstruksi prefab juga menunjukkan keuntungan ekonomi karena mengurangi jumlah besi, beton, dan cetakan yang digunakan dalam konstruksi tradisional sebesar 60%, 56%, dan 77%, masing-masing [5].

Bagaimana Manufaktur Aditif dapat Membantu Membangun Rumah Prefab

Manufaktur aditif (AM) sebagian besar dianggap sebagai teknologi yang terbatas pada produk kecil yang sulit diskalakan 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 besar, namun, adalah merumuskan bahan yang memiliki properti yang cocok untuk pencetakan 3D dan yang akan menghasilkan struktur yang cukup kokoh. Bahan berbasis semen, polimer, dan logam adalah beberapa bahan yang dapat dimodifikasi untuk manufaktur aditif.

Konstruksi melalui manufaktur aditif dapat mengurangi biaya konstruksi secara signifikan karena menghasilkan lebih sedikit limbah dan kurang intensif tenaga kerja. Beberapa bangunan ikonik sudah dibangun menggunakan teknologi AM, termasuk gedung perkantoran di Dubai, jembatan di Amsterdam, dan gedung hotel di Manila, di antara banyak yang lainnya [6].

Tren Masa Depan Rumah Prefab

Meski seluruh ide bangunan pratifabrikasi masih cukup baru, ada kemungkinan baru yang menarik di industri. Dalam hal bahan yang digunakan, lebih banyak bahan dipertimbangkan, seperti serat karbon untuk membuat struktur seriat dan plastik khusus untuk pencetakan 3D struktur besar. Dalam hal eksekusi, teknologi robotik sedang dikembangkan yang dapat mengurangi input manusia ke minimum dan menyelesaikan konstruksi di luar lokasi melalui data dari program komputer seperti Building Information Modelling (BIM) [2].