Con il passare degli anni la costruzione modulare suscita sempre più speculazioni e interesse.

Un magazzino immagazzina case modulari. L'investimento fuori sede sarà fondamentale per appaltatori e costruttori che vogliono entrare nel settore dei prefabbricati (Immagine: Adobe Stock)

Quest'anno non è diverso e sono tantissime le grandi costruzioni modulari che stanno prendendo forma e inaugurandosi in tutto il mondo.

Ad esempio, Birmingham, Regno Unito, ospita uno dei più grandi edifici modulari build-to-rent del paese fino ad oggi, il progetto Smith's Garden (in precedenza noto come Camp Hill Gardens). Il progetto, attualmente in fase di sviluppo, ha ricevuto il via libera nel 2022 e ha iniziato la costruzione iniziale del sito nel 2023.

Secondo l'appaltatore principale Elements Europe, una sussidiaria della coreana GS E&C, 1.143 moduli saranno prodotti a Telford, nel Regno Unito (a circa 55 km da Birmingham) da novembre 2023 a gennaio 2025.

Il progetto si estenderà su quattro acri con sei edifici pianificati, che vanno da tre a 26 piani. Le strutture ospiteranno circa 550 appartamenti e case in condominio, da monolocali a case a schiera con quattro camere da letto.

Si tratta di un progetto di grandi dimensioni e un buon esempio di come la costruzione modulare su larga scala e su ordinazione possa contribuire a rendere redditizie le costruzioni fuori sede, ha affermato James Bechely-Crundall, vicepresidente senior di Macquarie Asset Management, che ha fornito i finanziamenti per il progetto.

"Il nostro investimento nel progetto per conto dei nostri fondi gestiti è allineato alla nostra strategia di stabilire e incubare gestori immobiliari specializzati in settori che riteniamo siano supportati da significativi venti favorevoli strutturali", ha affermato nel 2023 quando è stato annunciato il finanziamento. "Riteniamo che esista un'opportunità di mercato scalabile nel settore residenziale in affitto del Regno Unito".

Il progetto sarà realizzato in modo sostenibile, con una riduzione pianificata del 50% (o più) delle emissioni di carbonio operative e del 30% delle emissioni di carbonio incorporate (rispetto alle attuali normative edilizie del Regno Unito), gran parte delle quali è ottenuta tramite un processo di produzione isolato.

Un rendering del progetto modulare residenziale in affitto Smith's Garden a Birmingham, Regno Unito (Immagine: ELEMENT EUROPE)

Si tratta di un esempio di un progetto delle giuste dimensioni e nel posto giusto per un approccio modulare e, finora, Elements Europe ha affermato di aver tratto vantaggio da tutti i vantaggi offerti da un tipico lavoro fuori sede.

"La maggior parte della sovrastruttura sarà costruita con moduli abitativi prodotti fuori sede, riducendo al minimo gli effetti e le interruzioni ambientali grazie a un minor numero di consegne in loco, riducendo il rumore e l'inquinamento", ha affermato l'azienda.

Tuttavia, non tutti i progetti modulari si allineano senza problemi e non tutte le regioni o le aziende saranno immediatamente in grado di gestire un simile schema, in particolare uno delle dimensioni di Smith's Gardens.

Pertanto, il settore deve investire in tecnologia e hub di produzione per mantenere bassi i costi di manodopera e trasporto sulle costruzioni modulari. Questo è stato un ostacolo importante, in particolare per i piccoli e medi appaltatori, nell'adozione di processi di costruzione fuori sede.

Sebbene le case modulari monofamiliari o i progetti prefabbricati più piccoli continuino a far parte dell'ecosistema, affinché l'adozione su larga scala dell'edilizia fuori sede si consolidi, le aziende più grandi dovranno continuare a crescere e trovare soluzioni creative ai problemi di costruzione modulare.

Cos'è l'edilizia modulare?

Il Modular Building Institute, un'associazione di categoria degli Stati Uniti fondata nel 1983, definisce la costruzione modulare come un processo definito in cui un edificio viene costruito fuori sede, in condizioni controllate, utilizzando materiali simili tra i moduli e progettato secondo gli stessi codici e standard delle strutture costruite in modo convenzionale.

Il vantaggio principale della costruzione modulare (talvolta definita costruzione prefabbricata o costruzione fuori sede) è il risparmio di tempo: i progetti modulari o prefabbricati possono essere completati nella metà del tempo, o addirittura più velocemente.

Inoltre, le strutture modulari o prefabbricate in genere non richiedono lavoratori altamente qualificati, il che ha rappresentato un vantaggio importante per alcune aziende nel far fronte alla carenza globale di manodopera nel settore.

Una residenza fuori sede costruita da Clayton Homes CrossMod (Immagine: Clayton Homes)

Le implicazioni sono allettanti per un metodo che, in qualche forma, esiste da migliaia di anni.

C'è un senso diffuso tra i dirigenti e gli esperti del settore edile che la pandemia globale ha accelerato i necessari cambiamenti di mentalità nel settore. Che si trattasse di una spinta per la sostenibilità ambientale, la circolarità o i miglioramenti alla salute e alla sicurezza, il settore edile ha visto e accolto nuove idee e approcci a un ritmo irregolare rispetto agli ultimi anni, e le costruzioni modulari hanno visto molta attività dal 2019 al 2021.

La modularità non è (ancora) rivoluzionaria

Gli analisti di Fortune Business Insights hanno stimato che il settore globale delle costruzioni modulari valeva circa 90 miliardi di dollari nel 2019 e nel 2020, prima di un enorme balzo a 131 miliardi di dollari nel 2021. Il settore ha fatto un passo indietro nel 2022 (a circa 80 miliardi di dollari), ma si prevede che il valore del 2023 si avvicinerà ai 100 miliardi di dollari.

Costruire in ambienti controllati con l'aiuto della tecnologia odierna, alcuni credono, significa che il settore delle costruzioni è destinato a una rottura delle proporzioni modulari. Tuttavia, questa previsione non si è ancora concretizzata.

Sebbene i dati pubblicati indichino che il mercato globale delle costruzioni modulari dovrebbe crescere a un tasso annuo di crescita composto (CAGR) del 7-8% dal 2023 al 2030, superando i 160 miliardi di dollari entro il 2030, si tratta di una goccia nell'oceano dei 14-17 trilioni di dollari (secondo Statista) di fatturato del settore delle costruzioni che gli analisti prevedono per il 2030.

Alla fine del 2023, la Harvard Business Review ha espresso dubbi sul fatto che la rivoluzione dei prefabbricati fosse più di una piccola moda passeggera.

"Nonostante tutto il fascino per il cambiamento trasformativo, l'innovazione tecnologica nell'edilizia ha ampiamente seguito un percorso evolutivo piuttosto che dirompente. L'uso di componenti prefabbricati, assemblati fuori sede e installati in loco, ha ridotto competenze e compiti che facevano parte del portafoglio dei lavoratori dei mestieri", hanno scritto gli autori del rapporto.

"Tuttavia, l'avvento di edifici parzialmente completati, generati in fabbrica e spediti in un sito di progetto, rimane ai margini del settore ed è probabile che rimanga tale per il prossimo futuro".

Nonostante questo punto di vista, in tutto il pianeta sono in fase di realizzazione enormi progetti modulari e, sebbene la logistica ostacoli ora l'adozione di massa, c'è ancora molto da osservare nel mondo della costruzione modulare.

Mentre risolvono i problemi, gli appaltatori possono trovare il modo di trarre vantaggio dalla modularità se identificano progetti delle giuste dimensioni per la loro azienda, utilizzando la tecnologia giusta e trovando strutture adiacenti al cantiere per l'assemblaggio.

Il locale musicale Sphere a Las Vegas, USA. Il progetto multimiliardario ha utilizzato processi di costruzione modulari (Immagine: Adobe Stock)

Utilizzo della tecnologia giusta nelle costruzioni modulari

La costruzione modulare non è una scorciatoia magica. Tuttavia, se abbinata alla giusta tecnologia, può garantire un enorme risparmio di tempo e manodopera, tanto da farla sembrare un po' miracolosa.

"È un po' come i mattoncini con cui giocavi da bambino e che si incastravano tra loro", afferma Bryan Williams, responsabile del segmento per il colosso tecnologico statunitense Trimble.

Tuttavia, costruire un hotel, un complesso di appartamenti o un ospedale non è un gioco da ragazzi. "Non incastrarli insieme", continua, "significa una grande perdita di denaro e tempo". Ecco perché Williams afferma che appaltatori e costruttori devono adottare nuove tecnologie, in particolare la scansione e la stampa 3D. Ha affermato che il software odierno può essere adattato direttamente a specifiche esigenze esterne.

"Ciò contribuisce a garantire produttività, ma anche la certezza di agire esattamente secondo l'intento progettato", afferma.

"La tecnologia consente loro di fare le cose in modo più efficiente rispetto al passato."

Williams ha utilizzato l'esempio della produzione prefabbricata di un ospedale per illustrare l'importanza della scansione 3D nel processo.

Dopo aver scansionato il sito di costruzione con laser e telecamere, e aver creato una scala 3D dei moduli e del progetto complessivo, "possiamo portare sul campo diverse informazioni", rivela.

"Quando si tratta di raccogliere informazioni e verificare cosa sta succedendo, disponiamo di una tecnologia di scansione 3D che consente di passare dalla misurazione di un punto ogni due o tre minuti alla misurazione di milioni di punti al secondo".

Il sito di produzione fuori sede può tenere conto di ogni dettaglio della stanza, dal letto dell'ospedale, alle prese e all'impianto idraulico. "Fornisce soluzioni in modo che le persone possano garantire in tre dimensioni come tutto si incastra insieme", afferma. "È quel vecchio detto, 'misura due volte, taglia una volta', ma questo è su scala più ampia".

Una volta tagliate, le stanze d'ospedale (come nell'esempio di Williams) possono essere ricomposte una alla volta senza particolari difficoltà o supervisione, basandosi ancora una volta su punti dati tridimensionali estremamente precisi.

"Se i costruttori imparano a usare la tecnologia per garantire la manutenzione in loco e fuori sede, sapranno che riusciranno a sollevare e installare con successo le strutture", conclude.

Problemi di trasporto

Una delle spese maggiori in un lavoro modulare è il trasporto. Mentre ci sono risparmi sui costi noti quasi ovunque rispetto alla costruzione tradizionale, il budget per il trasporto di un progetto modulare può facilmente gonfiarsi oltre le aspettative.

Se non è disponibile un sito di produzione vicino al sito di costruzione, gli appaltatori potrebbero dover affrontare costi crescenti per il trasporto di moduli altamente specializzati su distanze superiori a 100 km. Mentre alcuni progetti potrebbero avere ampi finanziamenti per creare siti temporanei (per coincidenza, molti utilizzano principi modulari), nella maggior parte dei casi, sarà necessario affittare o acquistare spazio aggiuntivo come sito di produzione.

Una gru topless Potain MCT 1005 al lavoro in un sito modulare a Singapore (Immagine: Manitowoc)

Inoltre, mentre le costruzioni modulari richiedono meno manodopera qualificata, il processo fuori sede richiede comunque una squadra numerosa per assemblare le unità. Se il sito fuori sede si trova troppo lontano da una grande metropoli o si trova in un deserto di manodopera, il tempo risparmiato sul progetto potrebbe non valerne la pena.

È uno svantaggio che non è sfuggito a Williams di Trimble. "Il fatto è che devi trasportare tutta quella roba", ha spiegato a proposito dei moduli finiti. "Devi trasportarla lì, sollevarla in loco, hai tutta quell'energia usata dalla gru e il tempo dell'operatore".

Se anche un solo errore non viene notato durante la produzione fuori sede, i responsabili di progetto potrebbero perdere decine di migliaia di dollari o più solo in viaggi e manodopera.

"E ora bisogna sollevarlo di nuovo e rimuoverlo", ha aggiunto Williams.

Se la creazione dell'off-site alla fine annulla i risparmi derivanti dall'approccio, molti progetti finiranno per superare il budget iniziale.

Come superare la burocrazia governativa

Negli Stati Uniti, che sono indietro rispetto ad alcuni paesi asiatici ed europei nella quota di mercato modulare, alcuni progetti fuori sede non vengono nemmeno avviati, secondo il costruttore di case americano Clayton, a causa delle normative di zonizzazione e di alcune delle nuove sfumature dell'approccio prefabbricato.

"La zonizzazione resta la sfida più grande che ostacola l'accesso alle case costruite fuori sede", afferma Ramsey Cohen, direttore degli affari industriali e comunitari di Clayton.

"Il nostro settore sta lavorando a stretto contatto con i comuni, i decisori politici e i leader di pensiero in tutto il paese per istruire i leader della comunità, i funzionari di zonizzazione e il pubblico a consentire la costruzione di case fuori sede in più località".

Cohen ha affermato che è possibile aggirare alcune normative del Dipartimento per l'edilizia e lo sviluppo urbano (HUD) degli Stati Uniti, che potrebbero riguardare sia i materiali utilizzati, sia la forma della struttura, sia la sua efficienza energetica.

Ha fatto riferimento alle nuove case "CrossMod" come esempio di abitazioni costruite fuori sede che soddisfano le aspettative delle amministrazioni comunali.

"Le case CrossMod sono costruite secondo il codice HUD e includono caratteristiche quali fondamenta permanenti, inclinazione del tetto elevata, garage, veranda coperta, interni in cartongesso e caratteristiche di efficienza energetica. Queste caratteristiche rendono queste case indistinguibili dalle case tradizionali costruite in loco", ha affermato, aggiungendo che, nel caso di Clayton, i progetti fuori sede hanno contribuito a raggiungere gli obiettivi di sostenibilità.

"Inoltre, le case CrossMod vengono finanziate e valutate allo stesso modo delle abitazioni costruite in loco, ma utilizzando metodi di costruzione fuori sede, sono costruite in modo più efficiente e dotate di caratteristiche di risparmio energetico".

Sebbene gran parte dell'approccio prefabbricato riscontri successo a livello globale in grandi progetti come ospedali, hotel e abitazioni multifamiliari, Ramsey ha affermato che i dati suggeriscono che ogni anno che passa gli americani sono sempre più interessati alle case unifamiliari prefabbricate fuori sede.

"Circa il 10% delle nuove case viene costruito fuori sede", ha detto, "e vediamo questa percentuale aumentare. Ha aperto le porte a mercati inesplorati con nuovi clienti e una maggiore accettazione della zonizzazione".

Sebbene la zonizzazione continui a rappresentare un ostacolo, lavorare in ambienti controllati e fuori sede semplifica il raggiungimento di alcuni obiettivi specifici dei contratti; raggiungere iniziative di sostenibilità e ridurre sprechi ed emissioni di carbonio è più facile in una struttura di produzione controllata.

"Nel 2023, Clayton ha introdotto le case eBuilt, ovvero case con codice HUD costruite secondo le specifiche Zero Energy Ready Home del Dipartimento dell'Energia (DOE)", afferma.

“Le case eBuilt presentano 25 miglioramenti che contribuiscono alla loro efficienza energetica.�

Ramsey ha affermato che attualmente Clayton dispone di 39 stabilimenti negli Stati Uniti, in cui sono state costruite più di 17.000 abitazioni secondo le specifiche del Dipartimento dell'Energia, e che può garantire una produzione su larga scala grazie al processo facilmente ripetibile fuori sede.

Vale la pena imparare

Bryan Williams, responsabile del segmento per il colosso tecnologico statunitense Trimble (Foto: Trimble)

Williams di Trimble ha osservato che, se eseguito correttamente, il processo merita l'istruzione e la preparazione richieste.

Ha citato un famoso progetto fuori sede, il locale per concerti 'Sphere' di Las Vegas, negli Stati Uniti, come esempio di un progetto che sarebbe stato logisticamente impossibile se non fosse stato per i progressi nella costruzione modulare.

"È una costruzione molto complessa, in realtà", ha detto. "È affascinante da vedere. Molti anni fa, probabilmente avrebbero potuto farlo, ma quale sarebbe stato il risultato finale?"

Williams ha fatto notare che probabilmente sarebbe stato molto più costoso, anche considerando il prezzo finale di 2,3 miliardi di dollari della Sphere, quasi il doppio della stima iniziale.

Pur essendo un ottimo esempio di costruzione fuori sede, Williams ha aggiunto che perfezionare il processo su molti livelli non farà che rendere l'integrazione di approcci modulari più realistica e utile per edifici di qualsiasi dimensione.

Quindi, anche se non sarà il cavaliere bianco a salvare il settore come ci si aspettava, la costruzione modulare sta prendendo piede a livello globale e continuerà a svilupparsi grazie ai progressi tecnologici e alla cooperazione tra aziende e governi.

Forse è giusto che tutto questo si risolva pezzo per pezzo.