Κατάσταση Ανάπτυξης και Μελλοντικές Τάσεις των Προκατασκευασμένων Χαλύβινων Δομών υπό τους Διπλούς Στόχους Άνθρακα της Κίνας

Κατάσταση Ανάπτυξης και Μελλοντικές Τάσεις των Προκατασκευασμένων Χαλύβινων Δομών υπό τους Διπλούς Στόχους Άνθρακα της Κίνας

Περιορισμοί πολιτικής, αποκλίνουσες εφαρμογές και η αναδιαμόρφωση χαμηλούς εκπομπών άνθρακα αλυσίδων εφοδιασμού

Πρωτοπόρος: Στο πλαίσιο των δύο στόχων της Κίνας για τον άνθρακα, οι προκατασκευασμένες χαλύβδινες κατασκευές μετατοπίζονται από εργαλείο για την αποτελεσματικότητα της κατασκευής σε εργαλείο για τη χαμηλούς εκπομπών άνθρακα κατασκευή και τη βεβαιότητα της αλυσίδας εφοδιασμού. Η πολιτική έχει ήδη θεσπίσει αυστηρούς περιορισμούς: έως το 2025, αναμένεται οι προκατασκευασμένες κατασκευές να αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 30% των νέων κτιρίων· έως το 2030, αναμένεται οι προκατασκευασμένες κατασκευές να αντιπροσωπεύουν το 40% των νέων αστικών κτιρίων που θα ολοκληρωθούν εκείνο το έτος. Σε επίπεδο βιομηχανίας, οι εφαρμογές διαφοροποιούνται. Οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις, τα αποθηκευτικά κέντρα λογιστικής, οι πολιτιστικοί και αθλητικοί χώροι, οι κόμβοι μεταφορών και τα υπερψηλά κτίρια αποτελούν σχετικά ώριμα σενάρια εφαρμογής, ενώ τα κατοικιακά κτίρια και τα συνηθισμένα δημόσια κτίρια αντιμετωπίζουν ακόμα περιορισμούς όσον αφορά το κόστος, την τυποποίηση, τα συστήματα πυροπροστασίας και της προστασίας από διάβρωση.

Σχήμα 1. Οι προκατασκευασμένες χαλύβδινες κατασκευές αξιολογούνται όλο και περισσότερο με βάση τη χαμηλούς εκπομπών άνθρακα παράδοση, την εντοπισιμότητα και τη βεβαιότητα της αλυσίδας εφοδιασμού.

1. Βασικό συμπέρασμα: ο ανταγωνισμός μετατοπίζεται από την ταχύτητα προς τη χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, την επαληθευσιμότητα και τη δυνατότητα παράδοσης

Από την πλευρά τόσο της πολιτικής όσο και της αγοράς, η λογική που βρίσκεται πίσω από τις προκατασκευασμένες χαλύβδινες κατασκευές έχει αλλάξει. Στο παρελθόν, οι αγοραστές επικεντρώνονταν κυρίως στο χρονοδιάγραμμα, το κόστος και το άνοιγμα. Σήμερα, οι ιδιοκτήτες έργων, οι δημόσιοι αγοραστές και οι εξωτερικοί πελάτες ενδιαφέρονται επίσης για τον ενσωματωμένο άνθρακα ανά μονάδα επιφάνειας κτιρίου, την επακόλουθη παρακολούθηση των εξαρτημάτων, τις εκπομπές αποβλήτων στον χώρο κατασκευής, τη συμμόρφωση με τις απαιτήσεις για πράσινα δομικά υλικά και τις δυνατότητες παράδοσης σύμφωνα με διαφορετικά πρότυπα. Αυτό σημαίνει ότι ο ανταγωνισμός μεταξύ των επιχειρήσεων χαλύβδινων κατασκευών δεν περιορίζεται πλέον στην ικανότητα επεξεργασίας εξαρτημάτων· αφορά όλο και περισσότερο την ικανότητα ψηφιοποίησης ολόκληρης της αλυσίδας σχεδιασμού, κατασκευής, μεταφοράς, εγκατάστασης, λειτουργίας και συντήρησης.

Σε εθνικό επίπεδο, το 14ο Πενταετές Σχέδιο για την Κατασκευαστική Βιομηχανία προτείνει ότι μέχρι το 2025 τα προκατασκευασμένα κτίρια θα αποτελούν πάνω από το 30% των νέων κτιρίων. Το Σχέδιο Εφαρμογής για την Αιχμή των Εκπομπών Αερίων Ρύπων στην Αστική και Αγροτική Δόμηση προτείνει επιπλέον ότι μέχρι το 2030 τα προκατασκευασμένα κτίρια θα αποτελούν το 40% των νέων αστικών κτιρίων που θα ολοκληρωθούν εκείνο το έτος, ενώ παράλληλα προωθεί την κατασκευή κτιρίων με σιδηροκατασκευές, την εξυπνη δόμηση, τα πράσινα δομικά υλικά και την εργοστασιακή ακριβή επεξεργασία δομικών υλικών. Η πολιτική δημόσιας προμήθειας πράσινων δομικών υλικών έχει επεκταθεί από πιλοτικά προγράμματα σε 48 πόλεις, συμπεριλαμβανομένων των έξι προηγούμενων πιλοτικών πόλεων, και απαιτεί πλήρη εφαρμογή της πολιτικής σε όλα τα έργα δόμησης που χρηματοδοτούνται από το δημόσιο μέχρι το 2025.

Βασικά δεδομένα και βάση ερμηνείας

Σχήμα 2. Οι πολιτικές και οι κανόνες προμηθειών καθιστούν τα δεδομένα εκπομπών άνθρακα, τα συμβατά υλικά και τα ελέγξιμα έγγραφα μέρος της ανταγωνιστικότητας των προμηθευτών.

2. Πολιτικό υπόβαθρο: από την προώθηση της προκατασκευής στην αναδιαμόρφωση των μεθόδων κατασκευής υπό τους περιορισμούς του άνθρακα

Οι διπλές στόχοι για τον άνθρακα ωθούν την κατασκευαστική βιομηχανία να απομακρυνθεί από την παραδοσιακή λογική που βασίζεται στις επενδύσεις και να προσανατολιστεί προς συντονισμένη μείωση των εκπομπών άνθρακα στους τομείς της ενέργειας, των υλικών, της κατασκευής και της λειτουργίας. Για πολύ καιρό, ο κατασκευαστικός τομέας αντιμετώπιζε προβλήματα όπως η εκτεταμένη υγρή εργασία επιτόπου, ο υψηλός απώλεια υλικών, οι μεγάλες ποσότητες κατασκευαστικών αποβλήτων και η διακύμανση της ποιότητας παράδοσης. Η πολιτική αξία των προκατασκευασμένων χαλύβδινων κατασκευών έγκειται στη μεταφορά περισσότερων διαδικασιών σε εργοστάσια και στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, της σκόνης, του θορύβου και των εκπομπών αποβλήτων επιτόπου μέσω του τυποποιημένου σχεδιασμού, της βιομηχανικής παραγωγής και της συναρμολόγησης επιτόπου.

Οι πολιτικές για την προώθηση των πράσινων δομικών υλικών αλλάζουν επίσης τον τρόπο με τον οποίο αξιολογείται η διαδικασία προμήθειας. Το έγγραφο Caiku [2022] αριθ. 35 επεκτείνει σαφώς το πεδίο εφαρμογής της πολιτικής σε 48 πόλεις και περιλαμβάνει νοσοκομεία, σχολεία, γραφεία, συγκροτήματα, εκθεσιακούς χώρους, κέντρα συνεδριάσεων, στάδια και έργα οικονομικής κατοικίας στο πλαίσιο της δημόσιας προμήθειας. Για τα έργα που καλύπτονται από την πολιτική, τα δομικά υλικά που περιλαμβάνονται στα Πρότυπα Αναγκών Δημόσιας Προμήθειας για Πράσινα Κτίρια και Πράσινα Δομικά Υλικά πρέπει να αγοράζονται και να χρησιμοποιούνται σύμφωνα με τις σχετικές απαιτήσεις. Για τις εγκαταστάσεις και τους αποθηκευτικούς χώρους με κατασκευή από χάλυβα, δεν πρόκειται για άμεση επιδότηση. Ωστόσο, θα μεταδώσει τη ζήτηση στην αγορά μέσω έργων που χρηματοδοτούνται από το δημόσιο, δημοσίων κτιρίων και έργων βιομηχανικών πάρκων.

Στο τοπικό επίπεδο εφαρμογής, οι απαιτήσεις για προκατασκευασμένα κτίρια συνδέονται συχνά με τους όρους μεταβίβασης γης, κίνητρα για τον λόγο επιφάνειας δαπέδου (FAR), ενθαρρύνσεις για πράσινα κτίρια (αστεράκια), δείκτες χαμηλών εκπομπών άνθρακα για βιομηχανικούς κόμβους και τεχνικούς όρους για έργα με επενδύσεις της κυβέρνησης. Για τους αγοραστές B2B, αυτό σημαίνει ότι οι προμηθευτές σιδηροκατασκευών πρέπει να παρέχουν όχι μόνο προσφορές, αλλά επίσης να υποβάλλουν ελέγξιμους υπολογισμούς σχεδιασμού, πιστοποιητικά υλικών, αρχεία ποιότητας συγκόλλησης, τεκμηρίωση συστήματος επικάλυψης, αρχεία παρτίδων αποστολής και εγχειρίδια οδηγιών εγκατάστασης.

3. Κατάσταση της βιομηχανίας: οι εφαρμογές επικεντρώνονται σε εργοστάσια, χώρους διεξαγωγής εκδηλώσεων και υπερψηλά κτίρια, ενώ η διείσδυση στον κατοικιακό τομέα παραμένει αργή

Οι χαλύβδινες κατασκευές δεν αναπτύσσονται ομοιόμορφα σε όλους τους τύπους κτιρίων. Σύμφωνα με το δείγμα κλειδιαρχικών έργων του 2024, τα υπερψηλά κτίρια και τα κτίρια γραφείων αντιστοιχούσαν σε ποσοστό 28%· τα μεγάλα εκθεσιακά κέντρα, οι πολιτιστικοί και αθλητικοί χώροι και τα εμπορικά κέντρα αντιστοιχούσαν σε ποσοστό 25%· οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις και οι εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας αντιστοιχούσαν σε ποσοστό 16%· η υποδομή μεταφορών, οι αερολιμένες και οι σταθμοί υψηλής ταχύτητας αντιστοιχούσαν σε ποσοστό 9%· τα σχολεία και τα νοσοκομεία αντιστοιχούσαν σε ποσοστό 8%· και τα κατοικιακά έργα αντιστοιχούσαν σε λιγότερο από 1%. Αυτό το δείγμα αντικαθιστά τα κλειδιαρχικά έργα που ανέφεραν οι επιχειρήσεις και δεν πρέπει να ερμηνευτεί ως η δομή της συνολικής επιφάνειας των ολοκληρωμένων έργων στο σύνολο του κλάδου.

Αυτή η δομή είναι ρεαλιστική. Οι εγκαταστάσεις, τα εργοστάσια και τα κέντρα λογιστικής συνήθως απαιτούν μεγάλα ανοίγματα, καθαρά πλαίσια στηλών, υψηλό ελεύθερο ύψος, δοκούς για γερανούς ή φέρουσα ικανότητα για βαριά ράφια. Οι πολιτιστικοί και αθλητικοί χώροι καθώς και τα κέντρα έκθεσης απαιτούν συστήματα οροφής με μεγάλα ανοίγματα και περίπλοκους κόμβους. Τα υπερψηλά κτίρια βασίζονται σε μεγαλύτερο βαθμό σε σιδηροκατασκευές, στύλους από χάλυβα γεμισμένους με σκυρόδεμα, μεγάλες δοκούς και σύνθετες οροφές για να εξισορροπήσουν το ύψος, τη σεισμική απόδοση και την ταχύτητα κατασκευής. Αντιθέτως, τα συνηθισμένα κατοικιακά κτίρια πρέπει να αντιμετωπίζουν ταυτόχρονα την ηχομόνωση, την αντίσταση στη φωτιά, το κόστος, την τυποποίηση της διαρρύθμισης των διαμερισμάτων, τα συστήματα περιβλήματος και τη συνεργασία με τις εσωτερικές επενδύσεις, κάνοντας πιο δύσκολη τη μαζική εφαρμογή τους.

Λαμβάνοντας ως δείγμα παρατήρησης τις δημόσιες πληροφορίες της εταιρείας Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd., η ιστοσελίδα της εταιρείας επικεντρώνει τα προϊόντα και τις υπηρεσίες της σε αποθήκες με κατασκευή από χάλυβα, εργαστηριακούς χώρους με κατασκευή από χάλυβα, κτίρια για την εκτροφή πουλερικών και λύσεις κατασκευής με χάλυβα για εξαγωγή. Οι δημοσιοποιημένες υπηρεσίες της περιλαμβάνουν εξατομικευμένο σχεδιασμό και προκατασκευή κατασκευών από χάλυβα, υποστήριξη για πιστοποίηση σύμφωνα με διεθνή πρότυπα, παγκόσμια εφοδιαστική αλυσίδα, καθοδήγηση επιτόπου για την εγκατάσταση και ολοκληρωμένες υπηρεσίες εξαγωγής. Το προφίλ της εταιρείας στο Alibaba την προβάλλει επίσης ως ολοκληρωμένο πάροχο υπηρεσιών για συστήματα κατασκευής πράσινων κτιρίων με κατασκευή από χάλυβα και συστήματα μεταλλικής περίβλεψης κτιρίων. Για τους αγοραστές στο εξωτερικό, η βασική ικανότητα δεν είναι απλώς η τιμή ανά τόνο, αλλά κατά πόσο μπορούν να ενσωματωθούν τα πρότυπα σχεδιασμού, η κατασκευή στο εργοστάσιο, η συσκευασία για εξαγωγή, οι κώδικες της χώρας προορισμού και η σειρά εγκατάστασης.

Συγκεκριμένα έργα αποδεικνύουν επίσης την πολυπλοκότητα των εξαγωγικών έργων χαλυβδοκατασκευών. Στον ιστότοπο της Zhongwei Heavy Industry αναφέρεται ότι, για ένα μεγάλο αποθηκευτικό κέντρο λογιστικής στη Βανκόκ, η εταιρεία ήταν υπεύθυνη για την παραγωγή, κατασκευή και αποστολή περίπου 4.150 τόνων χαλυβδοκατασκευών. Το πεδίο εφαρμογής περιελάμβανε την κύρια χαλυβδοκατασκευή, το σύστημα στήριξης της οροφής μεγάλου ανοίγματος και επικουρικά στοιχεία, ενώ τονίστηκε η συμμόρφωση προς τα σχετικά θαϊλανδικά πρότυπα και κανονισμούς οικοδομικής τεκμηρίωσης. Στις πληροφορίες για τις παραγγελίες εργοστασίων και αποθηκών στο εξωτερικό αναφέρεται ότι οι παραγγελίες από το εξωτερικό αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 60% του συνολικού όγκου επιχειρηματικής δραστηριότητας της εταιρείας και αναφέρονται έργα όπως μια αποθήκη για γεωργικά προϊόντα στην Πολωνία, ένα εργοστάσιο επεξεργασίας τροφίμων στη Σαουδική Αραβία και μια αποθήκη υλικών κατασκευής στην Κένυα. Αυτές οι δηλώσεις αποτελούν αυτοδηλώσεις της εταιρείας και πρέπει να χρησιμοποιούνται ως παρατηρήσεις επί μεμονωμένων περιπτώσεων, και όχι ως γενικεύσεις για τον μέσο όρο του κλάδου.

Σχήμα 3. Η τωρινή υιοθέτηση είναι ισχυρότερη εκεί όπου το άνοιγμα, το φορτίο, το ύψος, η αποδοτικότητα των λογιστικών διαδικασιών και η βεβαιότητα κατασκευής δημιουργούν σαφή αξία.

4. Πρόοδος της βασικής τεχνολογίας: τα υλικά, οι κόμβοι, τα συστήματα περιβλήματος και η ψηφιακή κατασκευή προχωρούν εντεταμένα

Από πλευράς υλικών, ο υψηλής αντοχής χάλυβας, ο ανθεκτικός σε καιρικές συνθήκες χάλυβας, ο ανοξείδωτος χάλυβας, οι αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις με χαμηλή εκπομπή ΟΡΓ (οργανικών διαλυτών) και οι φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις ενσωματωμένες στα κτίρια μεταβάλλουν την αξιολόγηση του κύκλου ζωής των χαλύβδινων κατασκευών. Σύμφωνα με εκθέσεις της βιομηχανίας, ο χάλυβας υψηλής αντοχής Q690 παρουσιάζει όριο ροής περίπου διπλάσιο από αυτό του συμβατικού δομικού χάλυβα Q355, ενώ το κόστος ανά μονάδα του είναι περίπου 1,25 έως 1,35 φορές υψηλότερο από αυτό του χάλυβα Q355. Εάν η βελτιστοποίηση της διατομής μειώσει το βάρος και τον όγκο συγκόλλησης, το συνολικό κόστος και οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ενδέχεται να μην είναι αναγκαστικά υψηλότερα από εκείνα των παραδοσιακών λύσεων. Μετά τη χρήση χάλυβα Q690 στο Κέντρο Επιστημονικής και Τεχνολογικής Καινοτομίας της Νέας Περιοχής Xiong'an, δημόσιες αναφορές ανέφεραν ότι το βάρος της κύριας δομής μειώθηκε κατά 20% και οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά 18%, αποδεικνύοντας την αξία του χάλυβα υψηλής αντοχής για τη μείωση του βάρους και των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα σε συγκεκριμένα σενάρια.

Από πλευράς παραγωγής, το BIM, τα ψηφιακά δίδυμα, το Διαδίκτυο των Αντικειμένων (IoT), η ρομποτική συγκόλληση, η αυτοματοποιημένη κοπή, η CNC διάτρηση και τα συστήματα διαχείρισης παραγωγής εξαπλώνονται από μεγάλες επιχειρήσεις σε περιφερειακά εργοστάσια. Για τις αποθήκες και τις εγκαταστάσεις με κατασκευή από χάλυβα, η πραγματική αύξηση της απόδοσης προκύπτει από την παραγωγή με βάση το μοντέλο: το μοντέλο υπολογισμού της κατασκευής, τα λεπτομερή σχέδια, οι κατάλογοι εξαρτημάτων, οι πληροφορίες σχετικά με τις συγκολλήσεις, οι θέσεις των οπών για βίδες και οι κωδικοί συσκευασίας/αποστολής παραμένουν συνεπείς, με αποτέλεσμα τη μείωση των αλλαγών στο σχέδιο, των ελλειπών εξαρτημάτων και της δευτερεύουσας κοπής επιτόπου.

Τα συστήματα περιβλήματος και η μηχανοηλεκτρική συντόνιση είναι επίσης κρίσιμα για τα κτίρια χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Η απόδοση σε άνθρακα ενός εργοστασίου με στερεά κατασκευή από χάλυβα καθορίζεται όχι μόνο από το κύριο υλικό χάλυβα, αλλά και από την μόνωση της οροφής και των τοίχων, την αεροστεγάνεια, τον φυσικό φωτισμό, τον φυσικό αερισμό, τις ηλιακές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις στην οροφή, τα συστήματα απαγωγής καπνού και προστασίας από πυρκαγιά. Η πολιτική «αιχμής εκπομπών άνθρακα» για την αστική και αγροτική δόμηση προτείνει ότι, μέχρι το 2025, ο ρυθμός κάλυψης με φωτοβολταϊκά συστήματα στην οροφή νέων κτιρίων δημοσίων ιδρυμάτων και νέων βιομηχανικών κτιρίων θα πρέπει να επιδιώκει να φτάσει το 50%. Αυτό θα ωθήσει τις χαλύβινες οροφές από μία απλή λειτουργία περιβλήματος προς ένα ολοκληρωμένο σύστημα που εξασφαλίζει φέρουσα ικανότητα, μόνωση, υδροστεγάνεια, πρόσβαση για συντήρηση και παραγωγή ενέργειας.

5. Σημεία πόνου: το κόστος, η τυποποίηση, η προστασία από πυρκαγιά και η προστασία από διάβρωση αποτελούν τρεις δύσκολες προϋποθέσεις

Η πρώτη πρόκληση είναι ο έλεγχος του κόστους. Το κόστος ενός έργου με κατασκευή από χάλυβα δεν είναι απλώς η τιμή του χάλυβα επί το βάρος σε τόνους. Αυτό που πραγματικά πληρώνει ο ιδιοκτήτης είναι το συνολικό κόστος της λεπτομερούς μελέτης, των απωλειών κατά την επεξεργασία, της συγκόλλησης, της αμμοβολής και της αφαίρεσης της σκουριάς, της επίστρωσης, της πυροπροστασίας, της μεταφοράς, της ανύψωσης, των συστημάτων περιβλήματος, της εγκατάστασης κόμβων και της μεταγενέστερης συντήρησης. Οι διακυμάνσεις των τιμών του χάλυβα ενισχύουν τον κίνδυνο της προσφοράς· πολλοί μη τυποποιημένοι κόμβοι αυξάνουν τις ώρες επεξεργασίας· ενώ τα διασυνοριακά έργα πρέπει επίσης να καλύπτουν το κόστος συσκευασίας, ναυτιλίας, τελωνειακής εκκαθάρισης και προσαρμογής στους κανονισμούς της χώρας προορισμού. Εάν οι προσφορές εξακολουθούν να επικεντρώνονται στη χαμηλότερη αρχική τιμή, τα χαμηλούς εκπομπών CO₂ χάλυβα και τα υψηλής απόδοσης συστήματα επίστρωσης δεν μπορούν να αντικατοπτρίζουν πλήρως την αξία τους κατά τον κύκλο ζωής.

Η δεύτερη πρόκληση είναι η ανεπαρκής τυποποίηση. Τα εγχώρια έργα εργοστασίων και αποθηκών με σιδηρές κατασκευές είναι συχνά εξαιρετικά προσαρμοσμένα λόγω διαφορετικών ροών διαδικασιών, διατάξεων εξοπλισμού, περιφερειακών κλιματικών συνθηκών και σχεδίων επέκτασης των ιδιοκτητών. Η απόσταση μεταξύ των κολόνων, οι δοκοί, οι διαγώνιες στηρίξεις, οι τύποι πανέλ περιβλήματος, οι στροφείς, οι διαστάσεις ανοιγμάτων πόρτας και παραθύρου, οι δοκοί για τους γερανούς και οι κόμβοι ενδιάμεσων επιπέδων συχνά δεν βασίζονται σε ενοποιημένα μόντελα. Αυτό οδηγεί σε επαναλαμβανόμενη μηχανική μελέτη, υπερβολικό αριθμό τύπων εξαρτημάτων, συχνές προσαρμογές των γραμμών παραγωγής και χαμηλή ανοχή σφαλμάτων κατά την εγκατάσταση. Η μελλοντική ανταγωνιστικότητα δεν θα προέρχεται από την ομοιοποίηση όλων των έργων, αλλά από τη δημιουργία ενός συστήματος τυποποιημένων εξαρτημάτων, παραμετρικών συνδυασμών και επαλήθευσης ειδικά για κάθε έργο.

Η τρίτη πρόκληση είναι η προστασία από πυρκαγιά και η προστασία από διάβρωση. Ο χάλυβας είναι ανακυκλώσιμος, ανθεκτικός και ελαφρύς, αλλά η αντοχή του στην πυρκαγιά και στη διάβρωση εξαρτάται από τον σχεδιασμό και τα συστήματα προστασίας. Τα αποθηκευτικά κέντρα, τα εργοστάσια και τα έργα λογιστικής βρίσκονται συχνά σε περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας, παράκτια, χημικά, ψυχρής αλυσίδας ή υψηλής θερμοκρασίας. Τα συστήματα επικάλυψης, η θερμή εμβάπτιση σε γαλβανισμό, οι αντιπυρικές επικαλύψεις, οι κύκλοι συντήρησης και η προστασία των περιοχών σύνδεσης πρέπει να καθοριστούν κατά το στάδιο του σχεδιασμού. Πρέπει να συμπεριληφθούν στις τεχνικές προδιαγραφές του διαγωνισμού, και όχι να αντιμετωπιστούν ως επιδιορθωτικά μέτρα κατά τη διάρκεια της κατασκευής, πρότυπα όπως το GB 55037-2022 «Γενικός Κώδικας Πυροπροστασίας Κτιρίων», το GB 51249-2017 «Τεχνικός Κώδικας Ασφάλειας Από Πυρκαγιά Χαλύβινων Κατασκευών Κτιρίων», το ISO 12944 «Συστήματα Βαφής Για Προστασία Από Διάβρωση» και το CECS 343:2013 «Τεχνική Προδιαγραφή Για Αντιδιαβρωτικές Επικαλύψεις Χαλύβινων Κατασκευών».

6. Μελλοντικές κατευθύνσεις: η ψηφιακή κατασκευή, ο χαμηλούς εκπομπών άνθρακα χάλυβας και οι μοντουλαρές εφαρμογές θα μεταμορφώσουν τις αλυσίδες εφοδιασμού

Η πρώτη κύρια κατεύθυνση για τα επόμενα πέντε χρόνια είναι η ψηφιακή κατασκευή. Για τους μηχανικούς και τους διαχειριστές αλυσίδας εφοδιασμού, η ψηφιοποίηση δεν πρέπει να σταματά στην οπτικοποίηση BIM. Πρέπει να επεκτείνεται στην παράδοση δεδομένων σε επίπεδο εξαρτήματος. Κάθε χαλύβδινη δοκός, στύλος, διαγώνιος ενισχυτήρας, δοκάρι και πλάκα σύνδεσης πρέπει να διαθέτει έναν μοναδικό κωδικό που συνδέεται με την ποιότητα του υλικού, τον αριθμό θερμικής κατεργασίας, το αρχείο συγκόλλησης, την παρτίδα επίστρωσης, την έκθεση επιθεώρησης, τον αριθμό πακέτου και τη θέση εγκατάστασης. Μόνο με αυτόν τον τρόπο οι προκατασκευασμένες χαλύβδινες κατασκευές μπορούν να μετατρέψουν την ποιότητα του εργοστασίου σε εγγύηση επί τόπου.

Η δεύτερη κύρια γραμμή είναι ο χάλυβας χαμηλού άνθρακα και η προμήθεια χαμηλού άνθρακα. Καθώς προχωρούν τα συστήματα πράσινης δόμησης, πράσινων δομικών υλικών και λογιστικής του άνθρακα, τα έργα με κατασκευή από χάλυβα θα επικεντρώνουν σταδιακά περισσότερο την προσοχή τους στις δηλώσεις περιβαλλοντικών προϊόντων (EPD) των υλικών, το ποσοστό ανακύκλωσης, τον χάλυβα από ηλεκτρική τήξη, τη χρήση πράσινης ενέργειας, την απόσταση μεταφοράς και την ανακυκλωσιμότητα. Στο σύντομο χρονικό διάστημα, ο χάλυβας χαμηλού άνθρακα ενδέχεται να αντιμετωπίσει πρόσθετο κόστος και προκλήσεις όσον αφορά τη σταθερότητα της προσφοράς. Ωστόσο, στα έργα εξαγωγής, στις εγκαταστάσεις πολυεθνικών εταιρειών, στα δημόσια κτίρια που χρηματοδοτούνται από το κράτος και στα έργα των ιδιοκτητών με αυστηρές απαιτήσεις δημοσιοποίησης ESG, η πιστοποίηση χαμηλού άνθρακα για τα υλικά θα αποτελέσει πλεονέκτημα κατά την υποβολή προσφορών και ενδεχομένως θα καταστεί προϋπόθεση για την είσοδο.

Η τρίτη κύρια γραμμή είναι η εφαρμογή με μονάδες. Τα αποθηκευτικά κτίρια και οι εργοστασιακές εγκαταστάσεις με σιδηροκατασκευή είναι κατάλληλα για πρώιμη μοντουλοποίηση, διότι οι λειτουργικές τους μονάδες είναι σχετικά σαφείς: τυποποιημένα διαστήματα στηλών, τυποποιημένες κλίσεις στέγης, τυποποιημένοι τύποι εξωτερικού περιβλήματος, τυποποιημένα συστήματα δοκών και διαφραγμάτων, καθώς και τυποποιημένα μοντέλα πύλης ή πολυώροφων πλαισίων. Οι ώριμες μελλοντικές λύσεις δεν θα ξεκινούν πλέον από το μηδέν για κάθε έργο. Αντίθετα, οι τυποποιημένες μονάδες θα καλύπτουν το 80% των επαναλαμβανόμενων αναγκών, ενώ ο παραμετρικός σχεδιασμός θα αντιμετωπίζει το υπόλοιπο 20%, που σχετίζεται με τις τοπικές φορτίσεις, τον εξοπλισμό διαδικασίας και τις προτιμήσεις του ιδιοκτήτη.

Η τέταρτη κύρια γραμμή είναι η συμβατότητα με τα διεθνή πρότυπα. Για τους αγοραστές στο εξωτερικό, οι προμηθευτές πρέπει να διευκρινίζουν εξ αρχής στη σύμβαση ποια πρότυπα σχεδιασμού δομής, πρότυπα συγκόλλησης, εκτελεστικά πρότυπα, πρότυπα προστασίας από διάβρωση και έγγραφα παραλαβής θα χρησιμοποιηθούν. Τα έργα στη Βόρεια Αμερική επικεντρώνονται συνήθως στα πρότυπα ANSI/AISC 360 και AWS D1.1. Οι ευρωπαϊκές αγορές συχνά περιλαμβάνουν τα πρότυπα EN 1993, EN 1090 και τις σχετικές απαιτήσεις CE. Σε παράκτια ή υψηλά διαβρωτικά περιβάλλοντα επιδεικνύεται ιδιαίτερη έμφαση στις κατηγορίες διάβρωσης ISO 12944. Εάν οι κινεζικές επιχειρήσεις χαλύβδινων κατασκευών επιθυμούν να αναβαθμίσουν την εξαγωγή τους από εξαρτήματα σε εξαγωγή ολοκληρωμένων μηχανολογικών λύσεων, πρέπει να δημιουργήσουν έναν πίνακα προτύπων και μια βιβλιοθήκη προτύπων εγγράφων.

Σχήμα 4. Η μελλοντική ανταγωνιστικότητα εξαρτάται από την ενσωμάτωση ψηφιακών δεδομένων, της χαμηλούς εκπομπών άνθρακα προμήθειας, των μοντουλαρών προϊόντων και των διεθνών προτύπων σε επαναλαμβανόμενες διαδικασίες παράδοσης.

7. Συμπέρασμα: η βιομηχανία εισέρχεται στο σημείο σύγκλισης της χαμηλής εκπομπής άνθρακα, της εξαρτηματοποίησης και της διεθνοποίησης

Το μέλλον των προκατασκευασμένων χαλύβδινων κατασκευών δεν αφορά απλώς την αντικατάσταση του ξύλου ή του σκυροδέματος με χάλυβα. Αφορά τη χρήση υπολογίσιμων, εντοπίσιμων, συναρμολογήσιμων και συντηρήσιμων μεθόδων για τη βελτίωση της αποδοτικότητας κατά τη διάρκεια ζωής σε κατάλληλους τύπους κτιρίων. Οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις, τα αποθηκευτικά κέντρα, οι χώροι διεξαγωγής εκδηλώσεων, οι κόμβοι μεταφορών και τα υπερψηλά κτίρια θα παραμείνουν οι κύριες εφαρμογές. Τα δημόσια έργα, όπως σχολεία, νοσοκομεία και φθηνές κατοικίες, θα συνεχίσουν να υλοποιούνται πειραματικά με την υποστήριξη της πολιτικής. Η αγορά κατοικιών πιθανόν να επιταχυνθεί μόνο όταν τα συστήματα πυροπροστασίας, μόνωσης ηχητικής μόνωσης, κόστους και τυποποίησης θα έχουν φτάσει σε μεγαλύτερη ωριμότητα.

Για τις επιχειρήσεις, η κύρια ικανότητα στο επόμενο στάδιο δεν είναι μια μεμονωμένη επιτυχία. Είναι η ικανότητα να μετατρέπονται τα πρότυπα σχεδιασμού, τα υλικά χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, η ψηφιακή παραγωγή, η απόδειξη ποιότητας, η λογιστική παράδοση και οι διεθνείς κώδικες σε σταθερές διαδικασίες. Για τους αγοραστές, η αξιολόγηση των προμηθευτών πρέπει επίσης να μετατοπιστεί από την τιμή ανά τόνο στο κόστος κατά τη διάρκεια ζωής, τη βεβαιότητα παράδοσης, την πληρότητα των εγγράφων συμμόρφωσης και τη διαφάνεια των δεδομένων εκπομπών άνθρακα. Καθώς οι πολιτικές στόχοι της πράσινης προμήθειας υλικών και της διεθνούς παράδοσης έργων ασκούν πίεση από κοινού, οι προκατασκευασμένες χαλύβδινες κατασκευές θα μετακινηθούν σταδιακά από μια προαιρετική λύση σε μια σημαντική υποδομική λύση για χαμηλούς σε άνθρακα βιομηχανικούς χώρους.

Σημειώσεις πηγής και προτύπων

Έγγραφα πολιτικής: (1) Υπουργείο Κατοικίας και Αστικής-Αγροτικής Ανάπτυξης, Πενταετές Σχέδιο Δράσης για την Κατασκευαστική Βιομηχανία (2021–2025) (Jianshi [2022] αρ. 11), το οποίο προτείνει ότι μέχρι το 2025 τα προκατασκευασμένα κτίρια θα αποτελούν πάνω από το 30% των νέων κτιρίων και προωθεί τη συντονισμένη ανάπτυξη της έξυπνης κατασκευής και της νέας τύπου βιομηχανοποίησης της κατασκευής. (2) Υπουργείο Κατοικίας και Αστικής-Αγροτικής Ανάπτυξης και Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Σχέδιο Εφαρμογής για την Επίτευξη της Κορύφωσης των Εκπομπών Άνθρακα στον Τομέα της Αστικής και Αγροτικής Κατασκευής, το οποίο προτείνει ότι μέχρι το 2030 τα προκατασκευασμένα κτίρια θα αποτελούν το 40% των νέων αστικών κτιρίων που θα ολοκληρωθούν εκείνο το έτος και προωθεί την κατασκευή κτιρίων με σταθερή σιδηροκατασκευή, την έξυπνη κατασκευή και τα πράσινα δομικά υλικά. (3) Υπουργείο Οικονομικών, Υπουργείο Κατοικίας και Αστικής-Αγροτικής Ανάπτυξης και Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφορικής, Σημείωμα σχετικά με τη Διεύρυνση του Πεδίου Εφαρμογής της Πολιτικής Δημόσιων Προμηθειών για την Υποστήριξη Πράσινων Δομικών Υλικών προκειμένου να Βελτιωθεί η Ποιότητα των Κτιρίων (Caiku [2022] αρ. 35).

Βιομηχανικά υλικά: Δημόσια έκθεση για την ανάπτυξη της βιομηχανίας χαλυβδοκατασκευών στην Κίνα για το 2023–2024, η οποία καλύπτει την παραγωγή χαλυβδοκατασκευών το 2024, την αξία της παραγωγής, τη δομή εφαρμογής σε δείγματα κλειδιαριών έργων και περιπτώσεις που αφορούν υψηλής αντοχής χάλυβα και ανθεκτικό στη διάβρωση χάλυβα. Οι αναφερόμενες αναλογίες στο παρόν άρθρο ακολουθούν το πλαίσιο της δημόσιας έκθεσης και δεν αποτελούν επέκταση σε απόλυτα στατιστικά στοιχεία για ολόκληρη τη βιομηχανία.

Δημόσιες πληροφορίες εταιρείας: Ιστοσελίδα της Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd. σχετικά με τις δυνατότητες της εταιρείας, το εύρος των υπηρεσιών, τις κατηγορίες προϊόντων και το έργο του αποθηκευτικού κέντρου λογιστικής στη Βανκόκ· Περίληψη της εταιρείας στο διεθνές site της Alibaba σχετικά με τη θέση της επιχείρησης, τον χώρο παραγωγής και τις ενσωματωμένες δυνατότητες παροχής υπηρεσιών. Τα έργα, οι παραγγελίες και οι περιγραφές δυνατοτήτων της εταιρείας βασίζονται σε πληροφορίες που δημοσιοποιήθηκαν από την ίδια την εταιρεία.

Κινεζικά πρότυπα: GB 55006-2021 Γενικός Κώδικας για Χαλύβδινες Κατασκευές· GB 50017-2017 Πρότυπο για τον Σχεδιασμό Χαλύβδινων Κατασκευών· GB/T 51232-2016 Τεχνικό Πρότυπο για Συναρμολογούμενα Κτίρια με Χαλύβδινη Δομή· GB 50205-2020 Πρότυπο για την Αποδοχή της Ποιότητας Κατασκευής Χαλύβδινων Κατασκευών· GB 55037-2022 Γενικός Κώδικας για την Πυροπροστασία Κτιρίων· GB 51249-2017 Τεχνικός Κώδικας για την Πυρασφάλεια Χαλύβδινων Κατασκευών σε Κτίρια· JGJ 82-2011 Τεχνική Προδιαγραφή για Συνδέσμους Υψηλής Αντοχής σε Χαλύβδινες Κατασκευές· CECS 343:2013 Τεχνική Προδιαγραφή για Αντιδιαβρωτική Επίστρωση Χαλύβδινων Κατασκευών.

Διεθνή πρότυπα: ANSI/AISC 360-22 Προδιαγραφή για κτίρια από δομικό χάλυβα· AWS D1.1/D1.1M:2025 Κώδικας δομικής συγκόλλησης χάλυβα· EN 1993 Eurocode 3 Σχεδιασμός χαλύβινων κατασκευών· EN 1090 Εκτέλεση χαλύβινων και αλουμινίου κατασκευών· ISO 12944 Βερνίκια και βαφές – Αντιδιαβρωτική προστασία χαλύβινων κατασκευών με προστατευτικά βαφτικά συστήματα. Για εξωτερικά έργα ισχύουν οι κανονισμοί της χώρας όπου εκτελείται το έργο και οι εκδόσεις που συμφωνήθηκαν στο συμβόλαιο.

Δήλωση εμβέλειας δεδομένων: Εκτός από τις τιμές που αναφέρονται ρητά στα επίσημα έγγραφα πολιτικής, τους αριθμούς προτύπων και τις δημόσιες εκθέσεις, το παρόν άρθρο δεν δημιουργεί επιπλέον στατιστικά στοιχεία. Οι αξιολογήσεις σχετικά με τη δομή εφαρμογής, τις αλλαγές κόστους, το επίπεδο ωριμότητας των μονάδων και τις τάσεις πράσινων διαδικασιών αγοράς θεωρούνται παρατηρήσεις ή εκτιμήσεις του κλάδου.