Utvecklare av laboratorie- och biotillverkningsutrymmen, med uppgift att möta en till synes oändlig efterfrågan på fler produkter byggda med förfinade specifikationer och topplinjeteknik, vänder sig till en välbekant metod för att minska kostnader och byggtid: modulär konstruktion.
Med stor efterfrågan på labb och en omfattande pipeline av projekt över hela landet, är utvecklare på jakt efter fördelar för att påskynda utvecklingen. Modulär konstruktion har länge legat i botten med att erbjuda en sådan lösning men har kämpat för att komma ikapp av en rad olika skäl.
Men förändrad efterfrågan och mer försiktiga utvecklingsmetoder skapar en öppning för modulära tekniker och produkter att bli en större del av bioteknikbyggandet.
Med tillstånd av Hines
En återgivning av Hines Levit Green-utveckling i Houston, som kommer att införliva modulära tekniker.
“Modulär konstruktion har blivit en större del av life science-industrin under de senaste åren,” sa Lendlease America General Manager för Life Science Construction Anthony Giuliano. “Vi förväntar oss att modulbyggandet kommer att fortsätta att blomstra eftersom flera av våra kunder har kontaktat oss för att begära support.”
Det finns tecken på att modulära, även om de ännu inte erbjuder en nyckelfärdig, industriföränderlig applikation, kan uppfylla några nyckelnischer inom laboratorie- och biotillverkningskonstruktion – bättre miljöprestanda, plus mer flexibilitet och precision i tillverkningsmiljöer – samt ge utvecklare mer frihet försöker spara kostnader under en svår ekonomisk tid.
Hines, till exempel, använder modulära metoder på sitt 270K SF Levit Green labbprojekt i Houston och avser att införliva designen i fler projekt framöver.
Fler utvecklare ser modulars potential för bättre energiprestanda, sa Elevate Research Properties Senior Vice President Matt Malone. Modulära väggar och fasader hjälper till att minska en byggnads miljöavtryck, vilket kommer att bli mer fördelaktigt när kraven i New York Citys lokala lag 97 och andra liknande bestämmelser om utsläppsminskningar i andra städer fasas in.
“Den stramare huden för modulära projekt gynnar den inre laboratoriemiljön, speciellt när du kopplar ihop det med uppfattningen att laboratorieutrymmen är energisvin”, sa Malone.
Prefabricerade väggsystem erbjuder några unika fördelar för biovetenskap, säger James Levin, Perkins & Wills chef för processarkitektur och nuvarande bra tillverkningsprocessdesign.
De är något snabbare att konstruera, och även om det finns en förskottspremie, är livscykelkostnaderna betydligt lägre och de erbjuder en högre kvalitet och mer motståndskraftig finish. Det är en stor fördel för biotillverkningsanläggningar, som kräver en högre grad av renlighet och har en hög livstidsdriftskostnad som gör förhandsinvesteringar mer välsmakande.
“Det här är ett område där bättre finish har blivit en verklig fördel”, sa han. “Det är en stor anledning till tillväxten av modulära. Produkten är bara bättre nu och fortsätter att bli bättre med tiden.”
Branschanalytiker BioPlan Associates förutspådde 2021 att branschen skulle gå över till mer modulär konstruktion, och några storskaliga nya anläggningar, inklusive en Fujifilm Diosynth-fabrik i Storbritannien, kommer att byggas med modulära renrum.
Massiva anläggningar byggda och designade för komplicerade, unika tillverkningsprocesser för cell- och genterapi och biologiska läkemedel kan också använda modulära byggstenar för att skapa löpande linjesystem. Med många biotillverkningsmiljöer som behöver en 20-fots fri höjd, är det möjligt att stapla och lägga ut modulära enheter inom det större utrymmet.
“Det innebär en enorm möjlighet för inte bara hyresvärdar utan hyresgäster,” sa Malone. “Din hyresgästbas kan vara bredare eftersom du inte förbinder dig till en sak när du bygger ut.”
Slutligen noterade Levin att möjligheten för modulära system att utökas senare – ett labb eller en anläggning kan lägga ut fem rena rum eller labbutrymmen idag och bygga in potentialen att snabbt expandera till fem eller tio fler sådana rum senare – är populär bland kunder i detta osäkra ekonomiska klimat. Utvecklare uppskattar möjligheten att expandera när marknaden förändras och spara pengar på byggkostnaderna i förväg.
“Utvecklare garderar sig lite och säger att de vill ha 20 rum men kommer att börja med 10,” sa han.
I allmänhet är det mesta av den modulära konstruktionen som sker i USA antingen prefabricerade väggsystem eller så kallade podulära produkter, som fabriksmonterade renrum eller labb.
Labbutrymmen är mycket specialiserade, vilket gör dem dyra och tidskrävande att utveckla.
Lendleases Giuliano sa att han ser fler exempel på modulärt hölje, verktygspaneler, förkonstruerade system, kapslar och invändiga/exteriöra väggmontage på biovetenskapliga projekt. Dessa flexibla komponenter kan till och med underlätta bördan av potentiella materialförseningar, sa han.
Branschledare har blivit mer öppna för modulär konstruktion, enligt en färsk rapport från CRB Group, ett biovetenskapligt konsultföretag. I en undersökning av 500 bioteknikledare lyfte många fram modulära fördelar när det gällde konsekvens och regelefterlevnad, samt enkel automatisering av labbdrift.
Olika tillverkare som fokuserar på renrum och mobila labb har sagt att de ser ökad affär och ökat intresse. Certek, som tillverkar modulära laboratorier i North Carolina, ser fler förfrågningar och affärer från kunder som National Institutes of Health och många högskolor och universitet som snabbt vill utöka sina laboratoriefaciliteter, sa president Daniel Evans.
Gil-Bar, som började för 10 år sedan att tillverka modulära väggsystem för sjukhus och sjukvårdsutrymmen, har expanderat till biovetenskap. Företagets system och produkter hjälper till att minska arbetskraft och avfall på byggarbetsplatser, säger Chief Operating Officer of Health and Life Sciences Louis Arzano.
Det finns mindre behov av arbetare eller specialister som elektriker, vilket kan bidra till en övergripande snabbare process. Sex av de sju sjukhus som byggdes i New York City-regionen förra året använde Gil-Bar-produkter.
Arzano sa att han ser en långsam, stadig expansion inom branschen; det är inte en förändring över en natt, men det förändras långsamt hur arbetet utförs. Han ser det som evolutionärt, inte revolutionärt.
“Vi har haft datorer på kontor i decennier, och har kontoret blivit helt papperslöst?” sa Arzano. ”Nej, men använder du mindre papper? Ja. Och jag tror att modulär adoption kommer att vara på samma sätt.”
Det finns fortfarande några betydande utmaningar att möta innan branschen helt omfamnar modulära. Kostnadsfördelen är inte nödvändigtvis där, sa Malone. Modulära väggar och rena rum kan hjälpa till att flytta ett projekt snabbare, vilket sparar pengar, men de faktiska byggkostnaderna är inte alltid lägre. Och särskilt i stadsmiljöer kan det vara utmanande att hitta tillräckligt med utrymme på en byggarbetsplats för att flytta, placera och placera stora moduldelar.
Det är också utmanande att anamma ett nytt sätt att göra affärer.
Dacon Director of Operations Architecture Jennifer Luoni sa att många av de kunder som hon har pratat med på sistone inte känner att flexibiliteten hos modular motiverar premien ännu.
“Jag tror att många traditionella människor med labb har svårt att göra det hoppet,” sa hon. “De förstår inte värdet, med de initiala kostnaderna. Det är förmodligen det rätta att göra, men folk vet inte hur de ska ta risken framåt. Jag tror att det är ett traditionellt tänkesätt som måste brytas.”
