潘巍 - 「組裝合成」建造 從零到一從一到無窮｜科研創新
發佈時間：15:58 2023-06-05
過去多年，土地及房屋供應是最困擾本港的社會問題。香港土地資源非常有限，隨着人口增長，基層住屋成為政府必須面對及逼切解決的施政重點。正因輪候公屋時間漫長，政府早前推出簡約公屋及過渡性房屋計畫，希望改善基層在輪候「上樓」期間的生活環境。提到簡約公屋及過渡性房屋，與其息息相關的，則是在建造業日益受到重視的「組裝合成」建造技術，簡稱「組合建造」（Modular Integrated Construction - MiC）。
香港是MiC理想城市
MiC是特區政府與香港大學建造及基建創新研究中心（CICID）共同研究提出的一項新政策舉措，旨在提高建造生產力、速度和質量，以解決住房危機、勞動力短缺、建造成本高企等重大社會民生問題。
顧名思義，組合建造是利用在工廠內預先製造完成的建築模塊興建樓宇，理念與「砌積木」類似，即在工地現場將不同的組件及模塊堆疊起來。當然，其背後牽涉非常複雜的技術，包括結構體系及細部節點設計、全壽命周期智能建造及保養等。
我從事MiC技術研究及發展逾20年，深信MiC是建造業發展的未來，亦有助於解決建造業正面對的困難，例如行業勞動人口老齡化及不足、工程土地限制，以及極端天氣影響施工等。這些難題都能通過MiC的應用得到解決或紓緩。我過去亦於英國及新加坡等地參與有關MiC的建築項目。相比之下，香港無疑是人口更為密集的城市，建造空間有限，樓宇也追求向高空發展，以達到最高的土地利用及成本效益。由於MiC技術的應用不受空間限制，我認為香港是應用MiC的理想城市，其應用能令發展商、承建商及市民等各方皆受惠。
MiC技術應用於香港興建高樓大廈有多方面的好處。我們亦進行了相關的調查研究，希望透過研究數據加深大家對MiC的了解。首先，MiC有助減省建築總成本10%至20%。由於MiC強調事先在工廠而非施工現場完成預製樓宇組件及模塊生產及相關工序，可使現場施工工人數量減少高達25%至83%，樓宇建造時間亦可節省15%至50%，整個樓宇建造過程的生產力提高50%至80%。成本開支的大幅減省，對發展商及承建商的好處不言而喻；同時加快樓宇落成，等同加速房屋供應，亦有助於應對基層對住屋單位的逼切需求。
大減成本加速供應
在建築成本的實際考慮以外，我們也重視環境的可持續發展，由於樓宇組件及模塊的預製及大部分內部裝飾工序均在工廠進行，工地的建築廢料可大幅減少67%至98%，從而減少該源頭及現場產生的碳排放，為香港實現碳中和目標出一份力。還有，涉及建築工地的工業意外，亦將因工地工人減少及地盤施工程序簡化，而大幅遞減80%或以上。
在特區政府發展局的大力推動下，MiC技術已在數個建築項目中完成先導試驗，首批項目包括將軍澳百勝角消防處紀律部隊宿舍及香港科學園創新斗室項目等。目前，全港已有超過120個建築項目使用或計畫使用MiC。香港大學亦響應於黃竹坑學生宿舍、西高山發展項目等使用MiC技術。
我致力推動「官—產—學—研」的合作，帶領港大MiC實驗室（MiCLab）、建造及基建創新研究中心（CICID）與特區政府及業界，就MiC相關研究緊密合作，諮詢及指導14個MiC建築項目（包括但不限於公共房屋、私人樓宇及隔離方艙等）。研究團隊研發了適用於40層或以上混凝土及鋼結構組裝合成建築的創新結構體系及連接節點，並已申報國家專利，開發了可用於組裝合成建築全壽命周期的碳排放監測、智能施工平台、基於虛擬實境的MiC項目交付智慧監控平台，以及MiC智慧運輸規劃等。各項創新技術於香港的MiC項目中得到成功應用。
雖然目前MiC竣工項目未超過20層，然而研究已證明以MiC技術興建高達50層的建築物是可行的。展望未來，我們亦將繼續致力於開發結構工程新技術、創新建築物料及智能建造技術，期待透過MiC提量、提速、提效、提質，推動香港建造業向智能化低碳化轉型升級。
文：香港大學MiC實驗室主任、土木工程系教授潘巍
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文章刊於《星島日報》2023年6月5日教育版專欄「大學之道」
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