*本ページでは米国Build Steel.orgが提供している記事を翻訳して紹介します。

「収益性の高いCFS工場の作り方」

冷間成形鋼（CFS）ロール成形設備への投資と工場設立を企画するための5つのステップ
FrameMax Systems社CEO、ボブ・ヤング氏

木材の価格が過去最高に高騰していることもあり、冷間成形鋼（CFS）工場の建設に関心を持つ人が多いです。

SFIA（Steel Framing Industry Association）のコスト比較レポート「スチールとウッドのコスト研究」によると、「SFIAが行った5階建てアパートの調査では、現在の価格であれば、鉄骨造の方が材木よりも24％安くなることがわかりました」、また、「全体として、今回のこのプロジェクトはスチールを使った方が 5％安くなります」と述べています。

FrameMax Systems社は、世界各地でCFS工場を設計・建設しています。また、これらの工場を効率的かつ費用対効果の高い方法で運営するためのマネージャーやスタッフのトレーニングも行ってきました。本稿では、CFS工場を建設するために必要なことを紹介します。

スペインにあるFrameMax社の工場では、マンションやオフィス、病院などのCFSフレームを生産しています。

作ろうとしている工場について

今から5年間に建設を予定している建物の種類と規模を明確にすることが重要です。

一戸建て住宅、平屋建て、多階建て、集合住宅、ホテル、オフィスビル、学校などのCFSフレームを生産する予定ですか？工場がどのような建設プロジェクトに使われるのかを理解し、5年後の計画を立てることで、適切な種類の機械やツールを選択することができます。機械の選択は、資本コストに大きな影響を与えます。

ロール成形機の種類の多さには圧倒されます。自分が何を作ろうとしているのかを理解することで、プロジェクトに適したロール成形機を手に入れることができます。ここでは、ロール成形機の選び方を5つのステップに分けてご紹介します。

1. ロール成形機を選択するためのパラメータを理解

お客様の市場や目標に関する情報が多ければ多いほど、お客様のニーズに合ったロール成形機を選ぶことができます。

カスタムロール成形機を購入するには、大きな設備投資が必要です。LEED®認証を受けた建築物のために、効率的で費用対効果の高いCFSフレーミングを生産する機械に投資したいと思うでしょう。

DesignAndBuildWithMetal.comに掲載された記事「ロール成形機の購入を最大限に活用するためのガイド」の中で、Jaswinder Bhatti氏はロール成形機を選択するためのいくつかのパラメータを特定しています。Bhatti氏の記事と私の業界での経験に基づいて、適切なロール成形機を選択するための以下のリストを作成しました。
＊正しいロール成形機の選択については、著者（byoung@framemax.com）までお問い合わせください。

  • 材料の厚み：製作を予定しているCFS部材の厚さは、ロール成形機を選択する上で非常に重要です。材料が厚ければ厚いほど、機械は大きくなり、価格も高くなります。12ゲージの厚さに対応した機械は、20ゲージの厚さに対応した機械よりもかなり高価になります。
  • 素材の種類：黒鋼、亜鉛メッキ鋼、塗装済み鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮など、すべての素材はロール成形のプロセスに対して異なる反応を示します。経験豊富なロール成形機メーカーは、これらの特性を把握し、それに応じて最適な設計を行います。
  • 材料の降伏強度：企業は降伏強度を高めたスチールを生産しています。30年前、高降伏鋼の降伏強さは50KSIでした。今日となって、ステーションの数と材料が必要とする曲の最大程度を決定する上で、新しい状況仁応じるために作られたのは220KSIです。
  • 材料の伸展性：高降伏鋼の降伏強度が50KSIの場合、伸び率は22％でした。現在は220KSIであり、その伸び率はわずか3％まで低下するので、1980年代の時と比べ伸び率に関する計算は完全に異なっています。
  • 屈曲の数：ロール成形機は、いくつかのステーションを使って常温の金属を曲げます。固定されたローラーが金属を運び、必要な曲げを行います。帯状の金属がロール成形機を通過する際、各ローラーは前のローラーよりも少しずつ金属を曲げていきます。曲げる量が多ければ多いほど、機械の価格も高くなります。
  • 曲がり角の合計の度合い：平らな鋼材から目的の部品を形成するために必要な曲げの合計度合いは、ステーションの数に影響し、したがって機械のサイズと工具の設計に影響します。また、ロール成形機の回転数に合わせて必要なモーターのサイズを決定する際にも、曲げの度合いが重要になります。
  • セクションの高さ：製品の高さによって、通過するセクションの高さが決まります。ロール成形の過程で変化する形状に対応するため、ステーションによって異なる高さが必要になる場合があります。スタンドの水平・垂直方向の距離はセクションの高さに基づいて決定されます。
  • セクションの幅：形成される部分の幅は、シャフトの長さとサイズを決定するのに役立ちます。36インチ幅の材料が機械を通過し、材料の中央部が成形される場合は、より大きなシャフト径が必要です。材料の外周部を成形する場合は、より大きなシャフト径が必要です。より小さなシャフト径を選択することができます。
  • 生産量：生産量は、一般的には1分あたりのフィート数で表されますが、1日あたりのラインフィート数で計算され、機械のドライブの選択に影響を与えるため、非常に重要です。また、希望する製品構成にも影響します。
2. インストーラーの確保と育成

ロール成形機を1台または複数台への導入に加えて、工場で働く据付作業者を雇用し、教育する必要があります。

工場で働く資格のあるCFS設置者を見つけることは、通常、難しいことではありません。しかし、一部の地域では、人件費や業界知識の問題から、CFS組立の経験を持つ設置者を見つけることが困難な場合があります。
＊認定されたインストーラーのリストについては、著者（byoung@framemax.com）までお問い合わせください。

3. BIMのメリットを理解

また、BIM（Building Infomation Modeling）技術やバリューエンジニアリングにも精通している必要があります。

BuildSteel.orgのウェブサイトには、「冷間成形鉄骨プロジェクトのためのBIM：メリット、デメリット、そして成功する方法」というBIMを使用することの主な利点を説明した無料の電子ブックがあります。
＊BIM価格については、著者（byoung@framemax.com）までお問い合わせください。

  • プロジェクトのコストを削減するための業者間の事前コラボレーションを促進
  • 建設スケジュールの最適化を支援
  • MEPおよび架構組立間のクラッシュ検出を提供
  • オフサイトでの施工やプレハブ化を促進し、省力化を実現
  • エネルギー効率の高い設計を支援する解析機能
  • プロジェクトのLEED®認証目標の達成
  • 建設後のビル管理やメンテナンスの提供
4. デザインを最適化するための準備

BIMソフトウェアは、プロジェクトに必要なスチールの量を減らし、CFS部材の設計とMEPトレードを統合するための基本となります。また、BIMソフトウェアを使用した優れた設計は、現場での設置速度を向上させます。最適なCFSの設計は、材料の総重量を減らし、コストを削減することができます。これがバリューエンジニアリングの成果です。

5. ロール成形機の注文

ロール成形機の注文やインストーラーのトレーニングが必要になります。大まかな期間は以下の通りです。

    • スケジュール例
      機器契約                                                 3週間
      機器の出荷                                              3-5ヶ月
      電源供給、設置                                        1ヶ月
      工場管理トレーニング                               4ヶ月
      ロール成形とキッティングのトレーニング     2.5ヶ月
      コスト計算/テイクオフ分析                        3ヶ月
      QAトレーニング                                       3ヶ月
      工場設置                                                 1ヶ月
      試運転                                                    2週間
      エンジニアリングトレーニング　　　　　　  1年
      パネル化トレーニング　　　　　　　　　　  4週間
      設置トレーニング　　　　　　　　　　　　  3～6週間
      パネル化の期間　　　　　　　　　　　　　  プロジェクトに依存
      設置期間　　　　　　　　　　　　　　　　  プロジェクトに依存

 

ロール成形機のコスト

CFS工場の設備コストは、一軒家、多層階住宅、平屋のオフィスなど、建設するプロジェクトの種類によって大きく異なります。ロール成形機の調達にかかる資本コストは、最大の資本コストの一つとなります。以下は、ロール成形機とツールの概算見積もりです。

  • 平屋の一戸建て住宅や小規模オフィスなど。予想される資本コスト 80,000～110,000米ドル(約880万円～1200万円)
    • ロール成形機
    • パネル化テーブル
    • インパクトダイバー、クランプ、スピードスクエア、巻尺、ゴムハンマーなどの工具
  • 2階建ての住宅。予想される資本コスト 200,000～240,000米ドル(約2200万円～2600万円)
  • オフィス、病院、マンション、ホテル、寮、病院など。予想される資本コスト 650,000～100,000,000米ドル(約7100万円～110億円)

 

コスト削減の取り組み

コスト削減は、設置の迅速化、労力の軽減、基礎の軽量化、スチールの信頼性、保険料の削減などが挙げられます。

  • パネル化による節約：CFS壁パネルを現場でパネル化することで、現場での人件費や建設廃棄物を削減することができます。また、工場で管理された環境で正確な寸法でCFSの構成部材を作成できるため、プロジェクトの総サイクルタイムが短縮され、品質管理も向上します。鋼は強度と重量の比率が高いため、木材やコンクリートと比較してパネルを大幅に軽量化できます。このことは、重量のあるパネルを持ち上げる際の労力を軽減することにつながります。
  • プロジェクト期間の短縮：スチール製の構成部材の予測可能性と精度は、プロセスをスピードアップし、後続の業者がより早く作業に取り掛かることを可能にします。建設期間が短縮されることで、プロジェクトの中間的な資金調達コストが削減されます。また、カリフォルニアポリテクニック州立大学の学生寮のCFSプロジェクトのように、建設関連の責任の範囲が狭まり、建物の早期入居が可能になります。例：Poly Canyon Villageプロジェクト。このプロジェクトでは、FrameMaxがCFSを製造し、すべての壁パネルをプレハブで製作しました。Poly Canyon Villageは、カリフォルニア州で最大のCFS耐力フレームプロジェクトであり、アメリカの大学が1つの建設プロジェクトで手がけた中では最も大規模な学生寮です。絵のように美しいポリ・キャニオンの麓に広がる30エーカーの敷地に、9つの建物が建っています。それぞれの建物は、スラブ基礎またはポディウムの上に4階または5階建てのCFS構造で構成されています。この複合施設は、サンルイス・オビスポにあるカリフォルニア・ポリテクニック州立大学（Cal Poly）の約2,700人の学生を増員するための住居となります。Poly Canyon Villageの規模は82万平方フィートで、11,000枚の耐力壁パネルを使用しています。当初は20ヶ月のスケジュールで計画されていましたが、6ヶ月の短縮となる14ヶ月でプロジェクトを成功させました。当初は、CFSフレーム、木材、コンクリート・メイソンリーなどが検討されましたが、最終的には、建設コストの低減、保険料の削減、不燃性、LEED®認証の必須条件などを考慮して、スチールに決定しました。出典はこちら：スティールワーク・ユニオン、Poly Canyon Village学生寮
  • 保険金の節約：SFIAの「CFSの保険金節約」によると、ビルダーズリスク保険は、木材フレームのプロジェクトでは、建設価格100ドルにつき0.48ドルから0.62ドルが加算されます。CFSフレームはその点で有利です。例：4階建てのホテル。CFSフレームの4階建て、400ユニットのホテルを24ヶ月で建設した場合のビルダーズリスク保険は36万ドルだったとSFIAは述べています。木造のホテルに同じ保険をかけると160万ドルになるといいます。つまり、このデベロッパーは約130万ドルを節約したことになります。そして、毎年支払う損害保険料も6万6,000ドル減りました。

    このメキシコのフレームマックス社工場では、ホテル、マンション、オフィス、病院などにCFSフレームを提供しています。

     

あなたの工場

CFSの工場建設に興味を持つ人は多い。その背景には、木材価格の高騰があります。しかし、建設プロジェクトをより効率的に進めたいというニーズもあります。

あなたの工場は、建設コストを削減し、建設プロジェクトのスケジュールを最適化することができます。

要約すると、CFSファクトリーを設定するには：

  • 5ヵ年計画の策定
  • 対象となる建築市場の理解
  • 選択したロール成形機メーカーとの緊密な連携

FrameMax社は10年以上にわたり、効率、品質、そして正確な納期を確保するための電力要件を満たす新工場の設計、建設、トレーニングを行ってきました。その一例として、上の写真のメキシコと、冒頭の写真のスペインにある2つの大型工場を設計・建設しました。

著者について

ボブ・ヤングは、FrameMax Systems社のCEOとして10年以上にわたり、米国、欧州、アフリカ、メキシコのCFS工場の工場設計、設備導入、トレーニングを指揮してきました。
連絡先：byoung@framemax.com

FrameMaxについて
1995年に設立されたFrameMax Systems社は、ライトゲージ・スチール（LGS）を使用したプレハブ建築に特化しており、テクノロジーを駆使した製造により、手頃な価格の住宅市場の発展に貢献しています。同社のロール成形機は世界中で使用されています。

FrameMax Systems
7040 アベニーダ・エンシナス
104-27室
カールスバッド, CA 92011
760.613.0955
framemax.com

 

＊元記事は下記リンクよりご確認ください。
HOW TO BUILD A PROFITABLECOLD-FORMED STEEL FACTORY：
https://buildsteel.org/wp-content/uploads/2021/05/Build-a-Cold-Formed-Steel-New-Factory-2021-05.pdf