Business problems in timber multi-storey construction ecosystems: reasons to reorganize?; A view into building frame choices of Finnish main contractor companies in residential multi-storey construction

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2022-08-24
Department
Major/Subject
Organisation Design and Leadership
Mcode
SCI3094
Degree programme
Master’s Programme in Industrial Engineering and Management
Language
en
Pages
121 + 20
Series
Abstract
Positive environmental impact and productivity gains from prefabrication are examples of arguments used to favour timber multi-storey construction (TMC). Despite governmental support, there has been little gain for timber in market share. The aim of this thesis was to find practical challenges that businesses should overcome if they wanted to increase timber use in large scale construction. 23 Finnish main contractor companies’ directors and managers involved in decisions on types of frame structures in multi-storey residential buildings were interviewed. In addition to inquiring on timber specifically, their reasoning on using different frame solutions based on reinforced concrete (RC) were generalized to TMC. Ten problems for TMC in residential construction were advanced. 1: Both timber element producers and main contractors markup timber frames significantly more than in RC construction due to prefabrication, risks, and incompatible operating models. 2: The public body in Finland supports TMC administratively, but the building code and municipal officials seem rooted to RC construction and therefore may be partial in considering the use of timber. 3: Large inherent fluctuations in construction volume make it hard for main contractors to manage in-house workforce and -element production capacity. 4: Nascent TMC is disadvantaged by the strong reliance on obtainability of experienced field professionals when main contractors make frame type choices. 5: Varying availability of building elements due to distances and market fluctuations often make or break elementized construction, including TMC. 6: Intense collaboration with timber element producers is incompatible with main contractors’ operating model meant for commoditized means of production. 7: Main contractors’ advantage is dependability, which makes radical changes in construction methods counterproductive for them. 8: Risks stemming from uncertainty of applying timber have a vast impact to risk premiums in construction. 9: limitations in element typologies decrease commercial viability of prefabrication, and 10: extra modification costs in elements with high degree of prefabrication may make them unusable in most builder vendor projects. These problems may be solved by fitting TMC to construction industry’s routines, but also adapting the existing modes of operation to TMC might achieve better outcomes. Based on a background of organization design and ecosystems, a draft of a new TMC ecosystem and ecosystem strategies is outlined for tackling the ten problems TMC face. Long-term coordination of the element producer- and main contractor roles is argued to be essential in accelerating TMC adoption.

Positiiviset ympäristövaikutukset ja esivalmistuksen tuoma tuottavuuden kasvu ovat esimerkkejä, joiden perusteella puukerrostalorakentamista (PKR) kannatetaan. Valtiollisesta tuesta huolimatta, PKR:n markkinaosuus on kasvanut hitaasti. Tämän diplomityön tavoite oli tunnistaa käytännön haasteita, joita yritysten tulisi selättää halutessaan kasvattaa puun käyttöä kerrostalorakentamisessa. Haastateltavana oli suomalaisista rakennusliikkeistä 23 päällikköä tai keskijohtajaa, jotka osallistuvat asuinkerrostalojen runkovalintapäätöksentekoon. Puun käytön näkemyksiensä lisäksi, heidän vertailuitansa teräsbetoniin (TB) perustuvien runkorakentamismenetelmien välillä hyödynnettiin yleistämällä PKR:seen. Työssä havaittiin kymmenen ongelmaa liittyen PKR asuntotuotantoon. 1: elementtivalmistajat ja rakennusliikkeet asettavat suuremman katteen PKR:ssa kuin TB:ssa, johtuen esivalmistuksesta, riskeistä ja toimintamallieroista. 2: Suomessa viranomaiset tukevat PKR:sta hallinnollisesti, mutta rakennusmääräykset ja paikallisviranomaiset näyttävät juurtuneen TB-rakentamiseen, minkä takia ne sopivat huonosti puurakentamiseen. 3: suuri luontainen kysynnän vaihtelu tekee oman työvoiman ja -elementtituotannon kapasiteetin hallinnasta haasteellista rakennusliikkeille. 4: orastavalle PKR:lle on haittaa siitä, että rakennusliikkeet ovat riippuvaisia kokeneiden työmaa-ammattilaisten saatavuudesta tehdessään runkovalintoja. 5: välimatkojen ja markkinatilanteen mukaan vaihteleva rakennuselementtien saatavuus usein ratkaisee, voidaanko rakentaa elementoituna; myös puun osalta. 6: Tiivis yhteistyö elementtivalmistajan kanssa ei sovi rakennusliikkeiden organisaatioille, jotka ovat tarkoitettu vakioiduin menetelmin rakentamiseen. 7: Suoritusvarmuus on rakennusliikkeiden valtti, joten suuret muutokset rakennustavassa ovat heille haitallisia. 8: Epävarmuus puun käytössä johtaa suuriin riskilisävaatimuksiin rakentamisessa. 9: Rajoitukset tyyppirakenteissa alentaa esivalmistuksen soveltuvuutta ja 10: pitkälle esivalmistettujen elementtien lisämuutoskustannukset tekevät niistä soveltumattomia monissa omaperusteisissa rakennusprojekteissa. Nämä ongelmat luultavasti ratkeavat ajallaan, kun PKR sopeutuu perinteiseen kerrostalorakentamiseen, mutta alan periteisten toimintatapojen mukauttaminen PKR:seen voisi tuoda lisäetuja. Organisaatiosuunnittelu- ja ekosysteemitaustaan tukeutuen, tässä työssä hahmotellaan luonnos uudesta PKR-ekosysteemistä ja ekosysteemistrategioista yllä mainittuihin kymmeneen ongelmaan vastaamiseen. Pitkäjänteinen elementtivalmistajien ja rakennusliikkeiden toiminnan yhteensovittaminen perustellaan välttämättömäksi PKR:sen käyttöönoton kiihdyttämisessä.
Description
Supervisor
Schmidt, Jens
Thesis advisor
Fink, Gerhard
Keywords
timber, elementized construction, prefabrication, ecosystems, puurakentaminen, esivalmistus
Other note
Citation