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プレハブ建築（非公式にはプレハブ）とは、プレハブ工法を用いて製造・建設される建物のことである。工場で製造された部品やユニットを現場に輸送し、組み立てて建物を完成させる。設置工程の一部では、さまざまな材料が組み合わされる。[ 1 ]
歴史を通じて、建物は一箇所で建てられ、別の場所で再組み立てされてきた。これは特に移動活動や新しい集落の場合に顕著であった。西アフリカ初の奴隷要塞であるエルミナ城は、サハラ以南アフリカで最初のヨーロッパ製のプレハブ建築でもあった。[ 3 ] : 93北アメリカでは、1624年にケープ・アンで最初に建てられた建物の1つはおそらく部分的にプレハブ化されており、少なくとも1回は急速に解体され、移動された。ジョン・ロロは1801年に西インド諸島での移動式病院建物の初期の使用について記述している。[ 4 ]おそらく最初に広告されたプレハブ住宅は「マニング・コテージ」である。ロンドンの大工、ヘンリー・マニングは、部品で建てられ、イギリスからの移民によって輸送され組み立てられた家を建てた。これは当時出版され（広告、サウス・オーストラリアン・レコード、1837年）、オーストラリアにはまだ数軒残っている。[ 5 ]その一つがアデレードのフレンズ・ミーティング・ハウスである。[ 6 ] [ 7 ] オーストラリアへのプレハブ建築物の輸入がピークに達したのは1853年で、数百棟が到着した。これらはリバプール、ボストン、シンガポールから来たものと特定されている（再組み立てのための中国語の指示書付き）。[ 8 ]バルバドスでは、チャテルハウスは、所有していない土地に建築する権利が限られていた解放奴隷によって開発されたプレハブ建築の一種であった。建物は移動可能であったため、法律上は動産とみなされた。[ 9 ]
1855年、クリミア戦争中にフローレンス・ナイチンゲールがタイムズ紙に手紙を書いた後、イザムバード・キングダム・ブルネルはプレハブ式のモジュール病院の設計を依頼された。彼は5か月でレンキオイ病院を設計した。これは1,000人の患者を収容できる病院で、衛生設備、換気設備、水洗トイレに革新が加えられていた。[ 10 ]製造業者のウィリアム・イーシーは、グロスター港で必要な16ユニットを製造し、ダーダネルス海峡に直接輸送した。1856年3月から1857年9月までしか使用されなかったが、死亡率を42%から3.5%にまで減らした。
世界初のプレハブ式プレキャストパネルアパートは、リバプールで初めて開発された。この工法は、市技師のジョン・アレクサンダー・ブロディによって考案された。 1906年には、リバプールのウォルトンに路面電車の車庫が建設された。このアイデアはイギリスでは広く採用されなかったが、東ヨーロッパをはじめとする他の地域では広く普及した。
プレハブ住宅は、アメリカのゴールドラッシュ時代に、カリフォルニアの探鉱者が迅速に住居を建設できるようにキットとして製造された。1908年には、アメリカでキット形式の住宅が通信販売で入手可能だった。 [ 11 ]
第二次世界大戦中、軍人のための大規模な宿泊施設が必要だったため、プレハブ住宅が人気を博しました。米国ではクォンセットハットが軍事施設として使用され、英国ではニッセンハットやベルマン格納庫などのプレハブ建築物が使用されました。戦後、「プレハブ」は、空襲で破壊された住宅の代替として、迅速かつ安価に質の高い住宅を提供する手段として建設されました。全国的にプレハブ住宅が普及したのは、バート委員会と1944年の住宅（一時的宿泊施設）法の結果です。建設省の緊急工場生産住宅プログラムの下で、仕様が作成され、さまざまな民間建設会社や製造会社が入札しました。建設省の承認後、企業は地方自治体主導の開発計画に入札することができ、その結果、戦争や進行中のスラム街の撤去によって家を失った人々のための宿泊施設として、プレハブ住宅の団地全体が建設されました。[ 12 ] 1948年までに英国では約16万戸が建設され、費用は約2億1600万ポンドに達した。英国最大のプレハブ住宅団地[ 13 ]はベル・ベール（リバプール南部）にあり、第二次世界大戦後に1100戸以上が建設された。プレハブ住宅は当時住民に非常に人気があったため、この団地は1960年代に多くの論争の中で取り壊された。
プレハブ住宅は家族向けに設計されており、通常は玄関ホール、2つの寝室（両親と子供）、浴室（浴槽のある部屋） ―これは当時多くのイギリス人にとって斬新な発明でした―、独立したトイレ、居間、設備の整った（現代的な意味での設置ではない）キッチンを備えていました。建築材料は、住宅の種類に応じて、鉄、アルミニウム、木材、またはアスベストセメントが含まれていました。アルミニウム製のタイプB2プレハブは、トラックで国内のどこへでも輸送できる4つの組み立て済みセクションとして製造されました。[ 14 ]
ユニバーサル・ハウス（左の写真、右はラウンジ兼食堂）は、 40年間の仮設住宅としての使用を経て、チルターン野外博物館に寄贈された。マーク3は、リックマンスワースのユニバーサル・ハウジング社によって製造された。
米国は戦時中、兵士用および帰還兵用のプレハブ住宅を使用した。プレハブ教室は、1950年代から1960年代のベビーブーム期に生徒数が増加した英国の学校で人気を博した。
多くの建物は5年から10年の耐用年数で設計されましたが、それをはるかに超えて、現在も残っているものがいくつかあります。たとえば、2002年には、ブリストル市にはまだ700棟の建物に住民が住んでいました。[ 15 ]英国の多くの自治体は、2010年に発効した英国政府の「まともな住宅基準」に準拠するために、第二次世界大戦のプレハブ住宅の最後の残存例を解体する作業を進めています。しかし、英国の現在の住宅不足を補うために、プレハブ工法が最近復活しています。
建築家は、現代のプレハブ住宅にモダンなデザインを取り入れています。プレハブ住宅は、外観の点で移動住宅と比較されるべきではなく、複雑なモダニズムデザインと比較されるべきです。[ 16 ]また、これらのプレハブ住宅の建設において、「グリーン」素材の使用が増加しています。消費者は、さまざまな環境に優しい仕上げ材や壁システムを簡単に選択できます。これらの住宅は部分ごとに建設されるため、住宅所有者は簡単に部屋を追加したり、屋根にソーラーパネルを追加したりできます。多くのプレハブ住宅は、顧客の特定の場所や気候に合わせてカスタマイズできるため、プレハブ住宅は以前よりもはるかに柔軟でモダンになっています。
建築業界には時代精神やトレンドがあり、その時代の精神は二酸化炭素排出量の少ない「プレハブ」建築を好む傾向にある。
中国ではプレハブ建築の建設プロセスが非常に効率的になり、長沙の建設業者は10階建ての建物を28時間45分で建てた。[ 17 ] [ 18 ]
プレハブ工法は、二酸化炭素排出量を削減し、エネルギーの使用と効率を向上させ、廃棄物を削減するため、より持続可能で環境に優しく、持続可能な設計基準に準拠しています。[ 19 ] [ 20 ]
モジュール式アーキテクチャは、3Dモデリングのおかげで、設置場所の外でモジュール構造の設計と構築を可能にします。[ 21 ]これにより、より持続可能な設計、コストと時間の大幅な節約、設計の標準化など、いくつかの利点が得られます。[ 22 ]これは、大規模な建設プロジェクトにとって特に重要です。[ 23 ]
東欧諸国の多くは第二次世界大戦中に物的被害を受け、経済状況も極めて悪化していた。戦争によって甚大な被害を受けた都市の復興が必要とされていた。例えば、ワルシャワは1944年のワルシャワ蜂起後、ドイツ軍による計画的な破壊作戦によって事実上完全に破壊された。ドイツのドレスデン中心部は1945年の連合軍による爆撃で完全に破壊された。スターリングラードも大部分が破壊され、わずかな建造物しか残っていなかった。
プレハブ建築は、戦時中の破壊や大規模な都市化、農村からの人口流出に伴う深刻な住宅不足を緩和するための、安価で迅速な方法として役立った。
商業用途のプレハブ工法には長い歴史があり、第二次世界大戦中にARCON（Architecture Consultantsの略）が、迅速に組み立てることができ、現地の状況、入手可能性、コストに合わせてさまざまな材料で覆うことができる鋼鉄製の部品を使用したシステムを開発したことで、大きく発展しました。[ 24 ]
マクドナルドは建物にプレハブ構造を使用しており、13時間以内に建物を建設して営業を開始した記録を樹立した（事前に準備された地盤工事の上）。[ 25 ]
英国では、大手スーパーマーケット各社が、ドイツのコスト小売業者アルディとデンマークのスーパーマーケットチェーン、ネットが開発したシステムを基に、店舗建設用のモジュール式ユニットシステムをそれぞれ開発している。[ 26 ]
構造工学において、プレエンジニアードビルディング（PEB）とは、PEBサプライヤーまたはPEBメーカーが単一の設計に基づいて設計し、さまざまな材料と工法を用いて製造することで、幅広い構造的および美的設計要件を満たす建物を指します。これは、その建物専用に作成された設計に基づいて建設される建物とは対照的です。地域によっては、プレエンジニアードビルディングはプレエンジニアードメタルビルディング（PEMB）とも呼ばれ、また、カスタムコンピュータ支援設計におけるプレエンジニアリングの量が減少するにつれて、シンプルエンジニアードメタルビルディング（EMB）と呼ばれることも一般的になっています。
1960年代には、標準化された建築設計が初めてPEB（プレエンジニアードビルディング）として販売されました。歴史的に、プレエンジニアードビルディングの主要な骨組み構造は、I形鋼と呼ばれることが多い、Ɪ形の部材の集合体です。プレエンジニアードビルディングで使用されるI形鋼は、通常、鋼板を溶接してI形断面を形成することによって作られます。その後、I形鋼は現場で組み立てられ（例えばボルト接合）、プレエンジニアードビルディングの骨組み全体を形成します。一部のメーカーは、局所的な荷重の影響に応じて、骨組み部材をテーパー状に加工します（ウェブの深さを変化させます）。荷重の影響が大きい領域では、より大きな鋼板寸法が使用されます。
その他の主要な構造形式としては、トラス、三板溶接ではなく製材された断面材、キャステレーテッドビームなどが挙げられます。経済的な形式の選択は、地域の能力（製造、輸送、建設など）や材料費と人件費の差といった要因によって異なります。
一般的に、主要なフレームは2Dタイプのフレーム（つまり、2次元の手法を用いて解析できるもの）です。コンピュータ支援設計技術、材料、製造能力の進歩により、テンションファブリック建築などのプレエンジニアード建築の代替形態や、一部の建築基準で要求されるようなより高度な解析（例えば3次元解析）が普及しています。
冷間成形されたZ形およびC形部材は、外装材を固定および支持するための二次構造部材として使用することができる。
建物の外装材としては、ロール成形された形鋼板、木材、張力膜、プレキャストコンクリート、組積造ブロック、ガラスカーテンウォール、またはその他の材料を使用することができる。
プレエンジニアードビルを正確に設計するためには、エンジニアは支持点間の有効スパン、ベイ間隔、屋根勾配、活荷重、死荷重、付随荷重、風圧による揚力、たわみ基準、内部クレーンシステム、および製作部材の最大実用サイズと重量を考慮する必要があります。従来、プレエンジニアードビルメーカーは、設計者がプロジェクトに最適なI形鋼のサイズを選択できるように、さまざまな構造要素について事前に計算された表を作成してきました。しかし、コンピュータ支援によるカスタム設計の進化に伴い、このような表を用いた選択手順は稀になりつつあります。
プレエンジニアード建築は様々な構造用途に対応できますが、標準的な詳細設計を採用することで最大の経済性を実現できます。効率的に設計されたプレエンジニアード建築は、従来の鉄骨建築に比べて最大30%軽量化できます。軽量化は鉄骨使用量の削減につながり、構造フレームのコスト削減につながる可能性があります。
プロジェクトの設計者（記録建築家と呼ばれることもある）は、通常、美観、寸法、居住者の快適性、防火安全性などの側面を担当します。プロジェクトにプレエンジニアード建築が選ばれる場合、設計者は、材料、色、構造形式、寸法モジュール性など、メーカーの製品に内在する条件を受け入れます。メーカーの標準的な組み立て詳細が存在するにもかかわらず、設計者は、メーカーの製品と組み立てが建築基準法の要件（例えば、空気/水蒸気遮断材、断熱材、レインスクリーンの連続性、出口のサイズと位置、耐火構造など）および居住者/所有者の期待に合致していることを確認する責任を負います。
多くの法域では、プロジェクトエンジニア（記録担当エンジニアとも呼ばれる）と、製造業者の従業員または下請けエンジニア（専門エンジニアとも呼ばれる）との区別が認められています。プロジェクトにおけるこれら2つの主体間の主な違いは、商業上の義務、専門的責任、および賠償責任の範囲です。
構造設計責任者は、プロジェクトの設計パラメータ（材料、荷重、設計基準、使用限界など）を規定し、他者が設計した要素やアセンブリの設計が、完成した建物の全体的な文脈において一貫性を保つことを保証する責任を負います。
専門技術者は、製造業者が商業的に供給義務を負う要素（例えば契約によるもの）のみを設計し、設計が他者の作業に依存したり影響を与えたりする範囲で、組立手順、設計上の前提条件、および対応策を、通常、製造業者の組立図面および組立マニュアルに記載されている記録担当技術者に伝達する責任を負います。製造業者は設計済みの製品を製造しますが、通常、プロジェクトに対してエンジニアリングサービスを提供しません。
上記の文脈において、設計責任者である建築家および技術者は、建物の設計者であり、完成した工事の履行に対する最終的な責任を負います。購入者は、プロジェクト計画を策定する際に、プロジェクトにおける専門家の役割分担の違いを認識しておく必要があります。
これらのプレハブ構造物は、その比類のない特性から、住宅分野だけでなく産業分野でも広く利用されている。
近年のプレエンジニアード建築システムの進歩により、多様な構造サブシステムや付属品の統合が可能になり、機能性と美観の両方が向上しました。これらの構造物には、内部空間を最適化するためのメザニンフロア、産業用途向けのクレーン走行用ビーム、作業効率を高めるための特殊な屋上プラットフォームやキャットウォークなどが一般的に組み込まれています。ファサード、パラペット、特注のキャノピーといった美観要素は、多様な建築要件に対応し、現代的な設計の柔軟性を高めています。さらに、プレエンジニアード建築は、従来の工法に比べて優れたコスト効率と工期短縮を実現できることから、世界中の商業および産業プロジェクトにおいて好ましい選択肢となっています。