Senyang Muguang Ökológiai Állattenyésztő Bázis: Hogyan egyensúlyoz egy 213 800 m²-es acélvázas tehéntartó épületkomplexum az előgyártást, az életciklus-költséget, a tűzvédelmet és a korrózióvédelmet

Senyang Muguang Ökológiai Állattenyésztő Bázis: Hogyan egyensúlyoz egy 213 800 m²-es acélvázas tehéntartó épületkomplexum az előgyártást, az életciklus-költséget, a tűzvédelmet és a korrózióvédelmet

Előgyártás, életciklus-költség, tűzvédelem és korrózióvédelem

Ennek a projektnek az ipari értéke nem csupán abban rejlik, hogy egy sor acélból készült tehénistállót szállít, hanem abban is, hogy egyetlen mérnöki határon belül összefogja a gyártott építési technológiára vonatkozó szabályzatot, a mezőgazdasági épületek nedves és korrozív környezetét, a hideg régiók szél- és hóterhelését, a tetőre szerelhető fotovoltaikus interfészeket, valamint a nagy léptékű beszerzést. A külföldi vásárlók számára átadható tanulság nem egy adott keresztmetszet vagy árajánlat másolása. Hanem egy nyomon követhető lánc létrehozása: „tervezési alap – gyártási minőség – szállítás és felszerelés – teljesítmény-elfogadás – üzemeltetési és karbantartási felelősség”.

I. Szabályozási háttér: A gyártott építési technológiák és a zöld építőanyagok a „beszerzés, értékelés és nyomon követhetőség” szakaszába léptek.

Az „internacionális gyártott építési megosztási követelményt” nem szabad globálisan egységes, kötelező százalékos arányként értelmezni. A gazdaságok eltérnek a szabályozási célokban, az épületosztályozásban, a statisztikai nevezőkben és a betartás érvényesítésében. Összehasonlíthatók a politikai eszközök – nem egy ország százalékos arányának közvetlen alkalmazása egy másik országban végzett projektben.

Kína 14. ötéves tervében a lakás- és városi–vidéki fejlesztésről azt jelentették, hogy az előre gyártott épületek 2020-ban a új városi építési alapterület 20,5%-át tették ki ; 2025-re a vonatkozó nemzeti tervek 30%-os célt állítottak fel az éves új városi építési alapterületre ez egy makroszintű fejlesztési cél; nem jelenti azt, hogy minden ipari üzemnek, állattartó épületnek vagy külföldi projektnek ugyanazt az előre gyártott arányt meghatározó módszertant kell alkalmaznia. A mérnöki beszerzésre a közvetlenebb hatást a zöld építőanyagokra vonatkozó szabályozás gyakorolja: 2022 novemberétől kezdve a Pénzügyminisztérium, a Lakhatás- és Város- és Vidékfejlesztési Minisztérium, valamint az Ipari és Informatikai Minisztérium kiterjesztette a zöld építőanyagok támogatását célzó kormányzati beszerzési politikát 48 városra és kerületre. A politika 2025-ig teljes körű kormányzati finanszírozású építési projektek lefedettségét írja elő, és előírja, hogy a zöld építési és zöld építőanyagokra vonatkozó követelményeket be kell építeni a projekt indításába, a pályázati eljárásba, a szerződésekbe, az építési felügyeletbe és a teljesítés elfogadásába.

Nemzetközileg 2014. november óta Szingapúrban bizonyos, a kormányzati földeladási program keretében eladott területeken épülő nem földszintes lakófejlesztések esetében kötelező a gyártott, előre befejezett térfogati építés (PPVC). Az építhetőségi keretrendszer a gyártási módszerek előmozdítására projekt-specifikus küszöbértékeket, pontozási rendszert és a tervezés és gyártás integrált megközelítését (DfMA) alkalmaz, nem pedig egyetlen, minden épületre vonatkozó százalékos arányt állapít meg. Az Egyesült Királyság Építési Játékszabályzata (Construction Playbook) a modern építési módszereket (MMC), a platform-alapú tervezést és a szabványosított alkatrészeket beépíti a közbeszerzési és középület-építési irányelvekbe. Emellett kijelenti, hogy az MMC-t a projekt megfelelősége és eredményei alapján kell értékelni, nem pedig önmagában célként kezelni.

II. Ágazati helyzet: Erős műszaki illeszkedés növényekben, rendezvényhelyszínekben és szupernagy magasságú épületekben – de a „piaci részesedés” meghatározott statisztikai alapokon kell alapuljon

A acél szerkezeteknek egyértelmű műszaki alkalmazhatósága van ipari üzemekhez, raktárépületekhez, sport- és kiállítócsarnokokhoz, valamint szupernagymagas építményekhez. A közérhető statisztikák azonban gyakran a bruttó alapterület, a projekt darabszám, az acélfogyasztás vagy a szerkezeti rendszer szerint kategorizálják az adatokat, így a nevezők nem egységesek.

• Üzemek és raktárépületek: A kapuszerkezetek, acélvázak és rácsos tartók megfelelnek a hosszú fesztávok, a gyors burkolás, a berendezések elrendezése és a jövőbeni bővítés követelményeinek. A „magas átjutási arány” egy iparági megítélés, nem egyetlen hivatalos szám. Bármely százalékos érték esetében meg kell határozni a mintát, a régiót, az évet és az épületkategóriát.

• Közösségi létesítmények: A stadionok, kiállítóközpontok és repülőtéri terminálok hosszú fesztávú tetőszerkezetei gyakran acélrácsos tartókat, térbeli rácsos szerkezeteket, rácsos héjakat vagy más térbeli szerkezeteket használnak a saját tömegük, a fesztáv és az alakvezérlés miatt – nem pusztán az acéltonnázis maximalizálása érdekében. A projektek fesztávai, tetőszerkezetei és funkciói túlságosan változatosak ahhoz, hogy egyetlen részarány értékkel összefoglalhatók legyenek.

• Szupernagymagas építmények: A acél-beton összetett vagy hibrid rendszerek gyakrabban használatosak a oldalirányú merevség, nyújthatóság, építési sebesség és hasznosítható tér kiegyensúlyozására. Egy 2015-ös CTBUH műszaki tanulmány a kínai szupernagy magasságú épületekről azt jósolta, hogy 2018-ra Kínában az 250 méternél magasabb épületek kb. 90%-a acél-beton hibrid rendszert fog használni. Ez egy történelmi előrejelzés volt egy adott mintára, és nem tükrözi a jelenlegi globális arányt.

A kulcsfontosságú technológiák fejlődése szintén átalakítja a beszerzési logikát. A BIM és a parametrikus tervezés korábban koordinálhatja a rácsokat, a szerkezeti elemeket, a kapcsolódásokat és az épületgépészeti (MEP) interfészeket. A DfMA (tervezés gyártásra és összeszerelésre) ismétlődő szekciókat, szabványos kapcsolódásokat és az összeszerelési sorrendet integrálja a tervezésbe. A CNC vágás, az automatizált illesztés és hegesztés, a 3D szkennelés, valamint a QR-kód alapú nyomkövetés javítja a tételen belüli egységességet. A leszerelhető csavarozott kapcsolatok és az anyagokhoz tartozó útlevél feltételeket teremt a jövőbeli átalakításra, bővítésre és alkatrészek újrahasznosítására. A Világ Acél Szövetség megjegyzi, hogy a moduláris acélrendszerek és a leszerelhető kapcsolatok gyors alkalmazkodást és újrahasznosítást támogathatnak, feltéve, hogy az anyagok tulajdonságai, az alkatrészek története és a minőségi lánc nyomon követhető.

III. A projekt méretétől az építőmérnöki teljesítményig: négy műszaki megítélés a Muguang-bázisról

1. Hosszú fesztávok és ismétlődő egységek növelik a hatékonyságot – de egyben fokozzák a tételen belüli kockázatot

A 35 szabványosított tehénistálló és a 2 elkülönítő istálló feltételeket teremt a többszöri tervezéshez, kötegelt vágáshoz és folyamatos gyártáshoz. Az acél szerkezetek viszonylag könnyűek, és kevesebb nedves munkát igényelnek a helyszínen, így segítenek lerövidíteni a felállítás és a burkolás ütemezését. Ugyanakkor egyetlen kapcsolati hiba, furatpozíció-eltérés vagy kihagyott bevonat-hiba több épületen is ismétlődhet . A szabványosítás ezért nemcsak az „azonos alkatrészeket” jelentheti; ide tartozik a tervezés lezárásának időpontja, az első minta ellenőrzése, a próbamontrálási szabályok, az alkatrészek kódolása, a csomagolási listák, a helyszíni felmérés ellenőrzési pontjai és a módosítások jóváhagyása is.

2. Hideg égövi régiókban a tetőtervezésnek a hó, a szél, a vízgyűlés és a napelemek együttes kezelését kell problémaként kezelnie

A projekt helyszíne: Senyang. A műszaki tervezésnek a projekt jóváhagyásakor érvényes szabványok és a helyi meteorológiai, valamint szeizmikus paraméterek alapján kell meghatároznia a hóteher-, szélteher-, földrengési hatás- és teherkombinációs értékeket. A szállító által megadott tapasztalati értékek vagy a „tipikus északkelet-kínai paraméterek” nem használhatók helyettesítésként. A szerkezeti felülvizsgálatnak ezért tartalmaznia kell a napelem-modulok és tartószerkezetük saját súlyát, karbantartási terheket, szélfelemelkedési hatást, hófúvásokat, akadályozott lefolyást, tetőáthatásokat és tűzvédelmi elválasztásokat.

3. A korrózióvédelem állattenyésztési környezetben az ökológiai osztályozással kezdődjön – ne egyszerűen „két réteg rozsdavédő festékkel”

A nedvesség, az ammónia, a tisztító- és fertőtlenítőszer-kémiai anyagok, a hőmérsékletkülönbségek miatti kondenzáció, valamint a szarvasmarhák istállóiban folyó trágyakezelési körülmények miatt a oszlopalapok, a gerendakapcsolatok, a csavarperemek, az hegesztési varratok és a karcolások elsődleges korróziós helyek. Az ISO 12944 sorozat előírja, hogy a védőfestékrendszereket a korróziós környezetnek, a felület állapotának és a kívánt élettartamnak megfelelően kell kiválasztani.[8] A beszerzési dokumentumokban legalább az alábbiakat kell meghatározni: a környezeti osztályozás alapja, az alapanyag és a fémes bevonat, a felület-előkészítés minőségi foka, az alapozó/középfesték/fedőfesték-rendszer, a célzott szárazfólia-vastagság, a peremek sávozása, a helyszíni javítási eljárások, az ellenőrzési módszerek, valamint az üzemeltetési és karbantartási újraellenőrzési időközök.

4. A tűzvédelmi stratégia követnie kell a funkcionális zónázást – nem lehet egyetlen tűzállósági megoldást alkalmazni minden épületre

A tűzterhelés és az emberek, illetve állatok evakuációs feltételei eltérnek a szarvasmarhák tartására szolgáló istállókban, az elkülönítő istállókban, az etetőanyag-feldolgozó vagy -tároló területeken, az elektromos helyiségekben és a napelem-inverter-zónákban. Mivel az acél erősségét és merevségét magas hőmérsékleten elveszíti, a tűzvédelmi tervezésnek a épület rendeltetésén, a tűzállósági osztályozáson, a szerkezeti jelentőségen és a hatósági előírásokon kell alapulnia, ötvözve a szerkezeti elemek tűzvédelmét, a tűzszakaszolást, a tűzvédő távolságokat, a tűzérzékelést, az automatikus tűzoltást, a füstelvezetést és a vészhelyzeti áramellátás lekapcsolását. Amennyiben az etetőanyag-feldolgozás éghető port von maga után, a por-tűz- és robbanási kockázatokat is azonosítani kell. Az intumeszkáló vagy más tűzvédelmi bevonatok szükséges vastagságát a keresztmetszeti tényezőből, a szükséges tűzállósági időtartamból és egy érvényesített termékrendszerből kell meghatározni.

IV. Három iparági fájdalmas pont: A költségek, a szabványosítás, a tűzvédelem és a korrózióvédelem bevonása a beszerzési döntésekbe

Fájdalmas pont 1: Az életciklus-költség helyettesítése tonnánkénti vagy négyzetméterenkénti árral

Az egységár a legegyszerűbben összehasonlítható szám a szerkezeti acél beszerzésénél – és ugyanakkor a legkönnyebb figyelmen kívül hagyni a hatáskör határait. Az ajánlatok tartalmazhatnak vagy nem tartalmazhatnak kapcsolódási részletezést, kapcsolódási lemezeket, nagy szilárdságú csavarokat, bevonatot, burkolatot, rakodóállványokat, tengeri szállítást, helyszíni emelést, ellenőrzést, adókat és műszaki szolgáltatásokat. A legalacsonyabb ajánlat csak akkor hasonlítható össze, ha az alapvető tervezési feltételek, az anyagminőségek, a bevonatrendszer, a szállítási hatáskör és az elfogadási kritériumok azonosak. Több épületből álló projekt esetén, például a Muguang Base esetében, racionálisabb megközelítés a költségek felbontása szerkezeti elemekre, burkolatra, gépészeti, elektromos és vízvezetéki (MEP) interfészekre, szállításra és felszerelésre, minőségi dokumentációra, valamint üzemeltetésre és karbantartásra, majd a tervezés lezárása után a változások szabályozása.

Fájdalmas pont 2: Elégtelen szabványosítás – vagy túlszabványosítás

A szabványosítás hiánya túl sok tagméretet, ismétlődő kapcsolatterveket, gyakori szerszámváltásokat és nehéz tartalékalkatrész-kezelést eredményez. A túlzott szabványosítás figyelmen kívül hagyhatja a csarnok tájolását, szellőzését, felszerelését, a helyi hófúvásokat, a mozgási illesztéseket és a jövőbeli bővítést. A „platform + változatok” megközelítés ajánlott: szabványosítsák a rácsmodulokat, az elsődleges tartószerkezeti elem-családokat, a kapcsolati felületeket és a burkolati részleteket, miközben parametrikus beállításokat tartanak meg a funkcionális és környezeti különbségekhez.

Fájdalmas pont 3: A tűzvédelmi és korrózióvédelmi követelményeket gyakran a szerződés végéig elhalasztják, így a teljesítés ellenőrzése lehetetlenné válik.

Ha egy szerződés csupán azt írja elő, hogy „meg kell felelni a nemzeti szabványoknak”, anélkül, hogy megnevezné a vonatkozó kiadásokat, környezeti kategóriákat, tűzállósági célokat, ellenőrzési gyakoriságokat és felelősségi határokat, akkor a gyártók, bevonat-alvállalkozók és szerelők eltérően értelmezik az előírást. A külföldi projektek továbbá helyi szabályozásokat, nemzeti mellékleteket, harmadik fél általi tanúsítást és hatósági jóváhagyásokat is magukban foglalnak. A teljesítési feltételeket benyújtható dokumentumokká kell alakítani: számítások, anyagtanúsítványok, hegesztési eljárás- és minősítési dokumentumok (WPS/PQR), hegesztők képesítése, nem romboló vizsgálati tervek, bevonati adatlapok, ellenőrzési jegyzőkönyvek, alkatrészek nyomon követhetőségére vonatkozó ütemtervek, telepítési útmutatók és karbantartási tervek.

V. Nyolc RFQ- és ajánlattételes értékelési tényező külföldi mérnökök és beszerzési vezetők számára

• A tervezési alapdokumentumok: a projekt helye, célja, tervezési hasznos élettartama, fontossági kategóriája, alkalmazott szabványok és kiadásaik, nemzeti mellékletek, szél/hó/földrengés-paraméterek, hőhatások, függesztett terhelések és napelemes terhelések.

• Szerkezeti körülhatárolás és interfészek: hálózat, tartók közötti távolság, főtartók közötti távolság, ereszmagasság, tetőlejtés, mozgási illesztések, alapozási reakciók, épületgépészeti nyílások, berendezések terhei, burkolati interfészek és lefolyó interfészek.

• Anyagok és nyomvonalazhatóság: acélminőségek, ütésállósági követelmények, anyagtanúsítványok, hőszám szerinti nyomvonalazhatóság, rögzítőelem-minőségek és a helyettesítések jóváhagyási folyamata.

• Hegesztés és ellenőrzés: Hegesztési eljárás- és minősítési dokumentumok (WPS/PQR), hegesztők képesítése, hegesztési minőségi szintek, nem romboló vizsgálati módszerek és mintavételi arányok, méretbeli tűrések, valamint első példány/próbahelyezési követelmények.

• Korrózióvédelmi rendszer: környezeti osztályozás, felület-előkészítés, bevonat/fémbevonat-rendszer, száraz rétegvastagság, élszigetelés, javítóanyagok, ellenőrzés és karbantartási időközök.

• Tűzvédelem és biztonság: épület zónázása, szükséges tűzállósági időtartam, védőrendszer, tűzoltási és füstelvezetési interfészek, napelemes rendszerek leválasztása, porosodási kockázatok és vészhelyzeti útvonalak.

• Csomagolás, szállítás és szerelés: alkatrész-azonosítás, csomagolási sorrend, speciális raktározó állványok, szállítási méretek, építési helyszíni tárolás, emelési sorrend, ideiglenes merevítések és szerelési tűrések.

• Átadási dokumentumok és felelősség: számítások, gyári rajzok, anyag- és ellenőrzési jelentések, tényleges állapot szerinti modell/rajzok, telepítési útmutatók, tartalék alkatrészek, garancia terjedelme és hibák kijavítására vonatkozó határidők.

Következtetés: A „gyors építés” átalakítása „hosszú távú üzemképességgé”

A senjani Muguang Ökológiai Állattenyésztési Bázis előre gyártott acélvázszerkezete bemutatja, hogyan koordinálhatnak mezőgazdasági épületek több épületet, ismétlődő egységeket és környezetvédelmi berendezéseket. Ugyanakkor az előre gyártás nem jelent automatikusan alacsony költséget, alacsony szén-dioxid-kibocsátást vagy magas tartósságot. A menetrend-előny akkor válik hosszú távú eszközértékké, ha a szabványosítás megszünteti a hatástalan változatokat, a digitális gyártás csökkenti a hibákat, a tűzvédelmi és korrózióvédelmi követelmények ellenőrizhető elfogadási kritériumokká válnak, a napelemes (PV) és az épületgépészeti (MEP) interfészek a tervezés során koordinálásra kerülnek, és a karbantartási felelősségek szerződésbe kerülnek.

A műszaki mérnökök első feladata egy pontos tervezési alap és funkcionális zónák meghatározása. A beszerzési és ellátási lánc menedzserei számára kulcsfontosságú, hogy különböző szállítók ugyanazon műszaki határok között adjanak árajánlatot. A gazdasági döntéshozók értékelésének túl kell nyúlnia a kezdeti vételáron, és figyelembe kell vennie a menetrend-biztonságot, a minőségi kockázatot, az üzemeltetési zavarokat, a javítások gyakoriságát és a jövőbeli bővítési lehetőségeket. Ez a Muguang-projekt leginkább átvihető tanulsága acélraktárakhoz, gyárépületekhez, állattartó építményekhez és egyéb ipari projektekhez.

#Előre gyártott acél szerkezet #Ökológiai állattenyésztési bázis #Szabványosított szarvasmarha-központ #Hosszú fesztávolságú acél épület #Kapu-keret acélszerkezet #Hideg égövi acél épület #Állattenyésztési épületek korrózióvédelme #Acélszerkezetek tűzvédelme #Tetőre szerelt napelemes rendszer #Szél- és hóterhelés tervezése #Acélgyártmányok minőségellenőrzése #Alkatrészek nyomkövetése #Életciklus költsége #Gyártásra és összeszerelésre optimalizált tervezés #BIM koordináció

Műszaki szabványok referencia rendszere

GB 55006-2021 Általános szabvány acélszerkezetekre

GB 50009-2012 „Építmények terhelési szabványa”

GB 50011-2010 „Építmények földrengésbiztos tervezésének szabványa”

GB 50755-2012 „Acélszerkezetek építésének szabványa”

GB 50661-2011 „Acélszerkezetek hegesztésének szabványa”

GB 51249-2017 „Épületek acélszerkezeteinek tűzvédelmi műszaki szabványa”

GB 14907-2018 „Acélszerkezetek tűzálló bevonatai”