صنعتی سازی ساختمان چیست؟

به گزارش اخبار ساختمان، طی سال های اخیر بحث صنعتی سازی ساختمان به مرور گسترش یافته و امروز به بحث غالب در اغلب رسانه های تخصصی و حتی در رسانه های عمومی تبدیل شده است. با این حال به نظر می رسد که علی رغم حجم زیاد گفته ها و نوشته ها شاهد بحث های تخصصی و راه گشا نیستیم.

صنعتی سازی با صفت های عام و مبالغه آمیز مورد تحسین قرار می گیرد. سرعت فوق العاده، کیفیت برتر و قیمت تمام شده کمتر به ساخت صنعتی نسبت داده می شود، ولی پروژه هایی که در حال حاضر به سرانجام رسیده، کمتر در معرض نقد و بحث قرار می گیرند.

باید اذعان داشت صنعتی ساختمان نیاز صنعت ساخت و ساز است و صنعت ساختمان نیازمند سازمان های کارآمدتر، فرایندهای موثرتر و روش های خلاقانه تری برای ساخت است. این نیاز که به واسطه جهانی سازی، ایجاد بازار رقابتی و دستاوردهای فناورانه قرن حاضر ایجاد شده است، در سایه پیشرفت های رایانه ای و صنعتی سازی ساختمان مورد توجه قرار گرفته است.

مسائل همیشگی صنعت ساختمان از جمله کیفیت اجرا، کمبود کارگر متخصص، راندمان اجرا و ایمنی کارگران، با صنعتی سازی ساختمان بهبود می یابند. اما سوال اساسی اینجاست که صنعتی سازی پروژه های ساختمانی تا چه سطحی ممکن و یا مقرون به صرف است؟

امروزه جهان در حال تجربه انقلاب صنعتی چهارم است. در این دوره، بخش بزرگی از صنایع به سمت اتوماسیون و فناوری رباتیک سوق یافته اند. به این صورت، تولید انبوه با راندمان بالا و کیفیت عالی ضمن کم کردن هزینه های تولید، بازاری بسیار رقابتی برای صنایع مختلف ایجاد نموده است.

از جمله مزایای این نوع تولید می توان به کنترل کامل بر فرایند تولید محصولات و کاهش حوادث حین کار اشاره نمود. اگرچه صنعت ساختمان همواره در پذیرش این گونه فناوری ها از سایر صنایع عقب بوده اما ناگزیر است که سرانجام پا به پای دیگر صنایع، به انقلاب صنعتی چهارم ملحق شود.

صنعتی سازی ساختمان چیست؟

صنعتی سازی یعنی این که در طی یک فرآیند موجب افزایش کیفیت، کاهش زمان ساخت، افزایش بهره وری از منابع انسانی، تجهیزات، تکنولوژی و تسهیلات شویم.

در فرآیند صنعتی سازی یک محصول یا خدمات، اولین نکته ای که باید در نظر گرفت این است که نسبت هزینه هایی که در فرآیند تحقیق و توسعه صنعتی شدن محصول یا خدمات مورد نظر صرف می شود، با میزان خروجی محصول یا خدمات (درآمد، میزان فروش) نسبتی مقرون به صرفه و منطقی دارد یا نه.

نکته بعدی این است که سنجش شود که آیا نسبت پرسنل متخصص شامل متخصص های علوم شناختی و کاربردی، مهندس ها و … به نسبت کل پرسنل درگیر در این پروژه صنعتی سازی با خروجی (درآمد یا مقدار فروش) نسبتی مقرون به صرفه و منطقی دارد یا نه.

سطوح مختلف صنعتی سازی ساختمان چیست؟

صنعتی سازی ساختمان به طور کلی به فناوری اتلاق می شود که در آن المان های ساختمانی در یک محیط کنترل شده (معمولاً کارخانه) ساخته شده و پس از انتقال به سایت پروژه، با حداقل کار کارگاهی به یکدیگر مونتاژ می شوند.

با تقسیم یک سازه بزرگ به المان های کوچک مدولار و مونتاژ آن ها در کارگاه ساختمانی، سرعت اجرا و هزینه ساخت کاهش یافته و کیفیت بهتری ارائه خواهد شد. اما این تعریف تنها به بخش کوچکی از صنعتی سازی ساختمان می پردازد.

از سال ۲۰۰۵ با توجه به روند صنعتی سازی ساختمان در کشورهای مختلف، پنج سطح مختلف برای ساخت صنعتی ساختمان ها تعریف شده است. هر کدام از این سطوح نیازمند مقادیر قابل توجهی از سرمایه گذاری در زیرساخت ها بوده و مقدار متفاوتی از اهداف صنعتی سازی را محقق می سازد. این سطوح در ادامه مقاله معرفی و تشریح شده اند.

1. تولید قطعات پیش ساخته:

تولید پیش ساخته قطعات می تواند برای سازه های فلزی و بتنی و همچنین قطعات غیر سازه ای در یک محیط کنترل شده (داخل یا خارج سایت پروژه) انجام شده و قطعات پیش ساخته در سایت مونتاژ می شوند.

محوریت تولید قطعات پیش ساخته را استفاده از قطعات مدولار شکل می دهد. این نوع تولید سبب ارتقای کیفیت مصالح و تسریع در اجرای ساختمان می شود. استفاده از این روش صنعتی سازی ساختمان، تنها راهکار برای بازسازی سریع ساختمان های ویران شده پس از جنگ جهانی دوم بوده است.

2. مکانیزاسیون:

مکانیزاسیون به معنای استفاده از ماشین آلات برای تسریع در انجام کارهای دستی است. تولید قطعات پیش ساخته بخصوص در محیط کارخانه، این امکان را حاصل نموده است که قطعات مدولار بدون نیاز چندان زیاد به دخالت انسان و با استفاده از ماشین آلات تولید شوند.

در واقع، همانطور که در صنایع مختلف برای تولید انبوه یک محصول از ماشین آلات خاص استفاده می شود، می توان قطعات مدولار ساختمانی را هم بصورت مکانیزه به تولید انبوه رساند. مکانیزاسیون تولید در بهبود کیفیت قطعات پیش ساخته، نقش اساسی خواهد داشت.

3. اتوماسیون:

منظور از اتوماسیون، جایگزینی نیروی کار انسانی با ماشین آلات صنعتی است. در این سطح از صنعتی سازی ساختمان می بایست ماشین آلات بصورت تمام اتوماتیک یا با کنترل جزئی از راه دور به تولید قطعات پیش ساخته بپردازند.

بخش دیگر اتوماسیون به استفاده از برنامه های رایانه ای برای برنامه ریزی ساخت و مونتاژ قطعات پیش ساخته اختصاص می یابد. استفاده از مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) از این سطح آغاز می شود.

4. فناوری رباتیک:

علوم رباتیک از سال ۱۹۲۰ به جهان معرفی شده و اکنون پس از گذشت بیش از ۱۰۰ سال از پیدایش این فناوری، به نظر می رسد زمان استفاده گسترده از آن در صنعت ساختمان فرا رسیده است.

منظور از فناوری رباتیک، استفاده از هوش ماشینی برای برنامه ریزی و انجام کارهای محوله به ماشین است . اولین ربات های ساختمانی در دهه ۷۰ میلادی در کشور ژاپن برای ارتقای کیفیت قطعات پیش ساخته در کارخانه ها بکار گرفته شدند. پس از آن در دهه ۸۰ میلادی پای اولین ربات ها به کارگاه های ساختمانی نیز باز شد. می توان گفت در مکانیزاسیون، ماشین زیردست انسان کار می کند، در اتوماسیون، ماشین در کنار انسان کار می کند و با استفاده از فناوری رباتیک، دیگر نیازی به حضور انسان نخواهد بود.

5. تولید مداوم صنعتی:

در این مقاله منظور از تولید مداوم صنعتی، ایده گرفتن از روش ساخت سازه ها بصورت لایه به لایه است. از دوران باستان تا به امروز، دیوارهایی به عظمت دیوار چین بصورت لایه به لایه ساخته شده اند. امروزه بشر از یک فناوری نوین برای تولید محصولات صنعتی استفاده می کند که همان اصل اجرای لایه به لایه را در دل خود جای داده است. این فناوری، چاپ سه بعدی نام دارد که می تواند یک ساختمان با هر گونه طرح معماری را بصورت لایه به لایه و با ابزار ماشینی تولید نماید.

مزیت های صنعتی سازی ساختمان چیست؟

به طور کلی می توان مزیت های صنعتی سازی ساختمان را در سه حوزه بررسی کرد که شامل موارد زیر است:

*  کیفیت

*  سرعت

*  قیمت

در مورد کیفیت ساختمان پس از طی شدن فرآیند صنعتی سازی، می توان شاهد موارد زیر بود:

استحکام بیشتر، افزایش عمر مصالح، جلوگیری از اتلاف انرژی طی فرآیند تولید، سبک تر شدن سازه نهایی، بهینه تر شدن روند اجرای پروژه، جلوگیری از آسیب به محیط زیست، امکان استفاده از نیروهای کار دائمی، امکان کنترل کیفی محصولی که در کارخانه (کارگاه) تولید می شود، حفظ ایمنی و سلامت در طول اجرا یا تولید و ایجاد تنوع در محصول یا خدمات.

در بحث افزایش سرعت در صنعتی کردن تولید ساختمان نیز می توان به مواردی مثل کاهش زمان ساخت آن اشاره کرد. از دیگر ویژگی هایی که افزایش سرعت حاصل از صنعتی سازی به یک ساختمان می دهد امکان سری سازی است. امکان تولید مدولار (تولید در ابعاد مشخص و استاندارد اجزا و قطعات ساختمان)، صرفه جویی در زمان، مکانیزه کردن تولید و سهولت اجرا هم با افزایش سرعت ساختمان سازی حاصل می شوند.

تاثیری که این فرآیند بر قیمت نهایی ساختمان می گذارد شامل کاهش زمان ساخت، استفاده بهینه از مصالح، تولید انبوه و کاهش میزان پرتی مصالح که کمک می کند آسیب کمتری به محیط زیست وارد شود.

شیوه سنتی ساختمان سازی چه ایراداتی دارد؟

اولین ایراد شیوه سنتی ساختمان سازی این است که تمام مراحل باید صورت سری (سریالی) انجام شود. ترتیب شیوه سری اینگونه است: آماده سازی، ساخت پی، اجرای ستون، اجرای سقف، دیوار چینی و نازک کاری.

این زنجیره وار بودن مراحل باعث می شود که روند اجرای پروژه به کندی پیش برود و هزینه های اجرایی به خصوص نیروی انسانی افزایش پیدا کند. همچنین اقدامات اجرایی غیر ضروری و حتی بیهوده در روش سنتی فراوان است که ناشی از شیوه ساخت سنتی و قدیمی بودن مصالح است.

برخی دلایلی که صنعتی سازی در ساختمان سازی را تبدیل به امری لازم می کند و نشان می دهد که فرایند ساخت مسکن باید صنعتی شود، شامل مواردی مثل کمبود منابع، تقاضای زیاد، کاهش قیمت ساختمان و افزایش عمر آن است. برای تولید صنعتی ساختمان می توان فرآیند نصب را به صورت همزمان و موازی انجام داد برای مثال نیاز نیست که اجرای طبقات بالاتر وابسته به اجرای قطعات طبقات زیرین نیست.

بیشتر بخوانید: لزوم حمایت دولت از صنعتی ساز ساختمان