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プレハブ工法とは、構造物の構成要素を工場などの製造現場で組み立て、完成した構造体またはサブアセンブリを、構造物が設置される建設現場に輸送する工法のことである。研究者によっては、「最終的な設置手順における構成要素を形成するために、さまざまな材料を接合すること」と表現することもある。
最もよく引用される定義は、2007年にGoodierとGibbによってなされたもので、建設現場への出荷と設置の前に、一定数の建築コンポーネント、モジュール、要素を製造および事前組み立てするプロセスを説明したものである。[ 1 ]
プレハブ工法という用語は、固定された場所で構造物以外のものを製造する場合にも適用されます。機械の一部または可動構造物の製造を主要製造場所から別の場所に移し、その部分を組み立ててすぐに取り付けられる状態で供給する場合によく用いられます。通常、機械の電気部品や電子部品、あるいはポンプ、ギアボックス、コンプレッサーなどの機械部品（これらは通常別部品として供給されます）を指すのではなく、従来は機械全体とともに製造されていた機械本体の一部を指します。機械本体のプレハブ部品は、他の部品と区別するために「サブアセンブリ」と呼ばれることがあります。
住宅建設を例にとると、プレハブ工法のプロセスがよくわかります。従来の住宅建設方法では、レンガ、木材、セメント、砂、鉄鋼、建築用骨材などを建設現場に運び込み、これらの材料を使って現場で住宅を建設します。一方、プレハブ工法では、基礎部分のみがこの方法で建設され、壁、床、屋根などの部分は工場でプレハブ化（組み立て）され（窓枠やドア枠も含まれる場合があります）、建設現場に運ばれ、クレーンで吊り上げて所定の位置に設置し、ボルトで固定します。
プレハブ工法は、船舶、航空機、あらゆる種類の車両や機械の製造において用いられており、最終製造地点で事前に組み立てられた部品を、最終組み立てのために納品される前に、別の場所で組み立てる工法である。
この工法の理論は、類似の建設作業をグループ化することで時間とコストを節約できるというものです。熟練労働者が確保できる場所でプレハブ工法に組立ライン方式を採用することで、時間の無駄となる組立現場での混雑を軽減できます。この工法は、構造物が繰り返し単位や形状で構成されている場合、または同じ基本構造の複数のコピーを建設する場合に特に有効です。プレハブ工法では、多くの熟練労働者を建設現場に輸送する必要がなくなり、電力不足、水不足、悪天候や危険な環境への曝露といった制約条件も回避できます。しかし、これらの利点に対して、プレハブ部材の輸送コストや設置場所への吊り上げコストも考慮する必要があります。プレハブ部材は通常、構成材料や部品よりも大きく、壊れやすく、取り扱いが難しいためです。
プレハブ工法は古代から用いられてきた。例えば、紀元前3800年頃にイングランドで建設された、世界最古の人工道路とされるスウィート・トラックは、現場で組み立てるのではなく、プレハブ式の木材部材を現場に運び込んで使用していたとされている。
古代スリランカのシンハラ王たちは、巨大な建造物を建てるためにプレハブ建築技術を使用しており、その歴史は2000年前にまで遡ります。特にアヌラーダプラ王国とポロンナルワ王国では、一部のセクションが別々に準備され、後で組み立てられました。
1755年のリスボン大地震の後、ポルトガルの首都、特にバイシャ地区は、前例のない規模でプレハブ工法を用いて再建されました。ジョゼ1世の最も有力な大臣であり、ポンバル侯爵として知られるセバスティアン・ジョゼ・デ・カルヴァーリョ・エ・メロの指導の下、新たなポンバル様式の建築と都市計画が生まれました。この様式では、初期の耐震設計と革新的なプレハブ工法が導入され、高層ビルは市外で完全に製造され、部品ごとに輸送された後、現場で組み立てられました。19世紀まで続いたこのプロセスにより、リスボン市民は地震以前には考えられなかった安全な新しい建物に住めるようになりました。
同じくポルトガルのアルガルヴェ地方にあるヴィラ・レアル・デ・サント・アントニオの町は、1773年12月30日に設立され、プレハブ建材を大量に使用することで急速に建設された。最初のプレハブ石材が敷設されたのは1774年3月。1776年5月13日には町の中心部が完成し、正式に開場した。
19世紀のオーストラリアでは、イギリスから多数のプレハブ住宅が輸入された。
この方法は20世紀にプレハブ住宅の建設に広く用いられ、例えばイギリスでは第二次世界大戦中に爆撃で家を失った数千世帯の都市部の家族のための仮設住宅として使われた。工場でセクションを組み立てることで現場での時間を節約でき、パネルの軽さによって基礎工事や現場での組み立てのコストが削減された。灰色の着色コンクリートで平屋根のプレハブ住宅は断熱されておらず寒く、プレハブでの生活にはある種の偏見がつきまとったが、ロンドンのプレハブ住宅の中には、当初の10年よりもはるかに長く居住されたものもあった。[ 2 ]
1851年にロンドンに建てられたクリスタル・パレスは、鉄とガラスを用いたプレハブ建築の非常に目立つ例であり、その後、より小規模ながらオックスフォードのルーリー・ロード駅が建設された。
第二次世界大戦中、ナチス・ドイツのUボートによって沈没した船舶を迅速に代替するために設計されたプレハブ式貨物船がますます普及した。これらの船舶の中で最も普及したのはアメリカのリバティ船で、2,000隻以上が生産され、1日平均3隻のペースだった。
建築および土木工学において最も広く用いられているプレハブ工法は、特定の部品や形状が何度も繰り返される構造物において、プレハブコンクリートやプレハブ鋼材を使用することです。コンクリート部材を現場で成形するために必要な型枠を製作するのは困難な場合があり、また、コンクリートが固まり始める前に現場に生コンクリートを搬入するには、綿密な時間管理が求められます。工場でコンクリート部材を打設することで、型枠を再利用できるという利点があり、混雑した建設現場までコンクリートを運搬して生コンクリートを圧送する必要なく、現場でコンクリートを混合できます。鋼材部材をプレハブ化することで、現場での切断や溶接のコストとそれに伴う危険性を削減できます。
プレハブ工法は、集合住宅や、住宅ユニットが繰り返し配置された住宅開発の建設に使用されています。プレハブ工法は、建設の工業化に不可欠な部分です。[ 3 ]プレハブ住宅ユニットの品質は向上し、そこに住む人々にとっては、従来の方法で建てられたユニットと区別がつかないほどになっています。この技術は、オフィスビル、倉庫、工場の建物にも使用されています。プレハブの鉄骨とガラスのセクションは、大型建物の外装に広く使用されています。
戸建て住宅、コテージ、ログキャビン、サウナなども、プレハブ部材を使用して販売されています。モジュール式の壁部材をプレハブ化することで、複雑な断熱材や窓枠部品などを組立ラインで製造することが可能になり、個々の壁や枠を現場で組み立てるよりも品質が向上する傾向があります。特に木造建築は、この品質向上の恩恵を受けています。しかし、多くの国では伝統的に手作業による建築が好まれており、プレハブ工法が「安価」な方法であるというイメージが、その普及を遅らせています。とはいえ、現在の建築方法では、顧客の要望に応じて間取りを変更したり、表面材を選択したりすることが可能になっており、例えば、荷重を支える部材が木材であっても、カスタマイズされたレンガ造りの外壁を組むことができます。
今日、プレハブ工法は、従来の現場建設に比べて設置時間の短縮やコスト削減など多くの利点があるため、医療、小売、ホスピタリティ、教育、公共行政などのさまざまな産業や建設分野で使用されています。[ 4 ]単層建築物だけでなく、多層建築物や建設プロジェクトにも使用されています。プロジェクトの特定の部分または全体に適用できる可能性を提供します。
これらの工事の効率性と実行時間の速さにより、例えば教育分野においては、工事の実施期間中も教育施設の運営を停止することなくプロジェクトを実行することが可能になります。
プレハブ工法は、土木工事における建設現場での設計時間を短縮します。これは、天候条件によって工期が限られる橋梁や雪崩トンネルなどのプロジェクトの成功に不可欠です。プレハブ式の橋梁部材やシステムは、工期、安全性、環境への影響、施工性、コストの面で、橋梁設計者や施工業者に大きなメリットをもたらします。また、プレハブ工法は、橋梁建設による交通への影響を最小限に抑えることにも役立ちます。さらに、コンクリート製橋脚など、一般的に使用される小型構造物は、ほとんどの場合プレハブ工法で製造されます。
携帯電話などの通信サービス用の電波塔は、多くの場合、複数のプレハブ部材で構成されています。現代の格子塔や支線式マストも、一般的にプレハブ部材を組み合わせて作られています。
航空機や宇宙船の組み立てにおいて、プレハブ工法は広く用いられるようになり、翼や胴体などの部品は、最終組み立て場所とは異なる国や地域で製造されることが多い。しかし、エアバスのように、これは商業的な理由ではなく、政治的な理由による場合もある。
オフサイト製造とは、プレハブ化と事前組立を組み合わせたプロセスです。このプロセスでは、通常、作業現場から離れた場所でユニットまたはモジュールを設計・製造し、現場に設置して恒久的な構造物を形成します。オフサイト製造を本格的に行うには、プロジェクト戦略を策定し、プロジェクトプロセス全体の方向性を建設から製造、設置へと転換する必要があります。オフサイト製造の例としては、住宅の壁パネル、木製トラス橋梁、空港管制塔などが挙げられます。
オフサイト製造（オフサイト建設とも呼ばれる）には、大きく分けて4つのカテゴリーがあります。これらは、コンポーネント（またはサブアセンブリ）システム、パネルシステム、ボリュームシステム、モジュールシステムに分類できます。これらのカテゴリーの下には、さらに様々な分野や技術が開発されています。市場にはこれらのカテゴリーに属する膨大な数のシステムが存在し、近年のBIM（ビルディング・インフォメーション・モデリング）などのデジタル設計の進歩に伴い、これらの異なるシステムを建設プロジェクトに統合する作業は、ますます「デジタル」な管理手法へと変化しつつあります。
プレハブ建築市場は活況を呈している。北米やヨーロッパなどの成熟した市場と、アジア太平洋地域（主に中国とインド）などの新興経済国の両方で、急速な成長を遂げている。今後数年間で大幅な成長が見込まれており、プレハブモジュール建築市場は2022年から2030年の間に年平均成長率（CAGR）8%で成長すると予想されている。2030年までに2,710億米ドルに達すると予想されている。[ 7 ]
ウィキメディア・コモンズにあるプレハブ工法関連のメディア