สถานะการพัฒนาและแนวโน้มในอนาคตของโครงสร้างเหล็กสำเร็จรูปภายใต้เป้าหมายด้านคาร์บอนคู่ของจีน

สถานะการพัฒนาและแนวโน้มในอนาคตของโครงสร้างเหล็กสำเร็จรูปภายใต้เป้าหมายด้านคาร์บอนคู่ของจีน

ข้อจำกัดเชิงนโยบาย การประยุกต์ใช้ที่แตกต่างกัน และการปรับรูปห่วงโซ่อุปทานแบบคาร์บอนต่ำ

ผู้นำ: ภายใต้เป้าหมายด้านคาร์บอนคู่ของจีน โครงสร้างเหล็กแบบสำเร็จรูปกำลังเปลี่ยนบทบาทจากเครื่องมือเพื่อประสิทธิภาพในการก่อสร้าง ไปสู่เครื่องมือเพื่อก่อสร้างที่ปล่อยคาร์บอนต่ำและความมั่นคงของห่วงโซ่อุปทาน นโยบายได้กำหนดข้อจำกัดที่ชัดเจนแล้ว: ภายในปี 2025 อาคารแบบสำเร็จรูปคาดว่าจะคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 30% ของอาคารใหม่ทั้งหมด และภายในปี 2030 อาคารแบบสำเร็จรูปคาดว่าจะคิดเป็นสัดส่วน 40% ของอาคารในเขตเมืองใหม่ที่ก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ในปีนั้น ที่ระดับอุตสาหกรรม การประยุกต์ใช้งานกำลังแตกต่างกันออกไป โรงงานอุตสาหกรรม คลังสินค้าด้านโลจิสติกส์ สถานที่ทางวัฒนธรรมและกีฬา ศูนย์คมนาคม และโครงการตึกสูงพิเศษ ถือเป็นกรณีการประยุกต์ใช้ที่ค่อนข้างสุกงอมแล้ว ในขณะที่อาคารที่อยู่อาศัยและอาคารสาธารณะทั่วไปยังเผชิญข้อจำกัดด้านต้นทุน การมาตรฐาน การป้องกันอัคคีภัย และระบบป้องกันการกัดกร่อน

รูปที่ 1 โครงสร้างเหล็กแบบสำเร็จรูปกำลังได้รับการประเมินมากขึ้นผ่านเกณฑ์การส่งมอบที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ ความสามารถในการติดตามที่มาของผลิตภัณฑ์ และความมั่นคงของห่วงโซ่อุปทาน

1. ข้อสรุปหลัก: การแข่งขันกำลังเปลี่ยนจากความเร็วไปสู่การลดคาร์บอนต่ำ ความสามารถในการตรวจสอบได้ และความสามารถในการส่งมอบจริง

ทั้งในแง่ของนโยบายและตลาด แนวคิดพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังโครงสร้างเหล็กสำเร็จรูปได้เปลี่ยนแปลงไป ในอดีต ผู้ซื้อมุ่งเน้นหลักๆ ที่กำหนดเวลา ต้นทุน และช่วงความกว้างของโครงสร้าง แต่ในปัจจุบัน ผู้รับเหมาโครงการ หน่วยงานภาครัฐที่เป็นผู้ซื้อ และลูกค้าต่างประเทศต่างให้ความสำคัญกับปริมาณคาร์บอนที่ฝังอยู่ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่อาคาร ความสามารถในการติดตามแหล่งที่มาของชิ้นส่วน ปริมาณของเสียที่เกิดขึ้นในไซต์ก่อสร้าง ความสอดคล้องกับข้อกำหนดวัสดุก่อสร้างสีเขียว และความสามารถในการส่งมอบที่สอดคล้องกับมาตรฐานข้ามระบบด้วย ซึ่งหมายความว่า การแข่งขันระหว่างบริษัทผู้ผลิตโครงสร้างเหล็กไม่จำกัดอยู่เพียงแค่ศักยภาพในการประมวลผลชิ้นส่วนอีกต่อไป แต่กำลังเปลี่ยนไปสู่ความสามารถในการดิจิทัลไลซ์ห่วงโซ่คุณค่าทั้งหมด ตั้งแต่การออกแบบ การผลิต การขนส่ง การติดตั้ง การดำเนินงาน ไปจนถึงการบำรุงรักษา

ในระดับชาติ แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 ด้านอุตสาหกรรมการก่อสร้าง กำหนดให้ภายในปี ค.ศ. 2025 อาคารที่ผลิตสำเร็จรูป (prefabricated buildings) ควรมีสัดส่วนมากกว่า 30% ของอาคารใหม่ทั้งหมด ขณะที่แผนการดำเนินงานเพื่อบรรลุจุดสูงสุดของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในภาคการก่อสร้างเมืองและชนบท ยังกำหนดให้ภายในปี ค.ศ. 2030 อาคารที่ผลิตสำเร็จรูปควรมีสัดส่วนร้อยละ 40 ของอาคารเมืองใหม่ที่แล้วเสร็จในปีนั้น พร้อมทั้งส่งเสริมการใช้อาคารโครงสร้างเหล็ก การก่อสร้างอัจฉริยะ วัสดุก่อสร้างสีเขียว และการแปรรูปวัสดุก่อสร้างอย่างแม่นยำในโรงงาน นอกจากนี้ นโยบายการจัดซื้อจัดจ้างวัสดุก่อสร้างสีเขียวโดยภาครัฐได้ขยายขอบเขตจากโครงการนำร่องไปยังเมืองทั้งหมด 48 เมือง ซึ่งรวมถึงเมืองนำร่องเดิม 6 เมือง และกำหนดให้นโยบายดังกล่าวครอบคลุมโครงการก่อสร้างทั้งหมดที่ภาครัฐจัดซื้อจัดจ้างอย่างเต็มรูปแบบภายในปี ค.ศ. 2025

ข้อมูลสำคัญและหลักฐานในการตีความ

รูปที่ 2 นโยบายและกฎระเบียบด้านการจัดซื้อจัดจ้างกำลังทำให้ข้อมูลคาร์บอน วัสดุที่สอดคล้องกับมาตรฐาน และเอกสารหลักฐานที่สามารถตรวจสอบได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของความสามารถในการแข่งขันของผู้จัดจำหน่าย

2. บริบทเชิงนโยบาย: จากการส่งเสริมการก่อสร้างแบบพรีฟับริเคต ไปสู่การปรับปรุงวิธีการก่อสร้างภายใต้ข้อจำกัดด้านคาร์บอน

เป้าหมายคู่ด้านคาร์บอนกำลังผลักดันอุตสาหกรรมก่อสร้างให้เปลี่ยนออกจากตรรกะแบบดั้งเดิมที่ขับเคลื่อนด้วยการลงทุน ไปสู่การลดการปล่อยคาร์บอนอย่างสอดประสานกันในทุกมิติ ได้แก่ พลังงาน วัสดุ การก่อสร้าง และการดำเนินงาน นานมาแล้ว ภาคก่อสร้างประสบปัญหาต่างๆ เช่น การทำงานแบบเปียก (wet work) จำนวนมากในสถานที่ก่อสร้าง การสูญเสียวัสดุสูง ปริมาณของเสียจากการก่อสร้างมาก และคุณภาพของการส่งมอบไม่สม่ำเสมอ คุณค่าเชิงนโยบายของโครงสร้างเหล็กแบบพรีฟับริเคตอยู่ที่การย้ายกระบวนการก่อสร้างส่วนใหญ่เข้าสู่โรงงาน และลดการใช้พลังงาน ฝุ่น ความเสียง และการปล่อยของเสียในสถานที่ก่อสร้างผ่านการออกแบบที่เป็นมาตรฐาน การผลิตในเชิงอุตสาหกรรม และการประกอบชิ้นส่วนในสถานที่ก่อสร้าง

นโยบายส่งเสริมวัสดุก่อสร้างสีเขียวก็กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการประเมินการจัดซื้อจัดจ้างด้วย หนังสือเวียนของกรมการคลัง ฉบับที่ คก. 2565 ฉบับที่ 35 ได้ขยายขอบเขตการดำเนินนโยบายอย่างชัดเจนไปยังเมืองจำนวน 48 เมือง และรวมถึงโครงการอาคารสถานพยาบาล โรงเรียน อาคารสำนักงาน ศูนย์การค้า หอประชุม ศูนย์แสดงสินค้า สนามกีฬา และโครงการบ้านเอื้ออาทรภายใต้การจัดซื้อจัดจ้างของรัฐบาล สำหรับโครงการที่อยู่ภายใต้ขอบเขตของนโยบายนี้ ต้องจัดซื้อและใช้วัสดุก่อสร้างที่ระบุไว้ในมาตรฐานความต้องการด้านการจัดซื้อจัดจ้างของรัฐบาลสำหรับอาคารสีเขียวและวัสดุก่อสร้างสีเขียว ตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง สำหรับโรงงานและคลังสินค้าที่ใช้โครงสร้างเหล็ก นโยบายนี้ไม่ได้เป็นการให้เงินอุดหนุนโดยตรง แต่จะส่งผ่านความต้องการไปยังตลาดผ่านโครงการที่รัฐบาลลงทุน อาคารสาธารณะ และโครงการในนิคมอุตสาหกรรม

ในระดับการดำเนินการเชิงพื้นที่ ข้อกำหนดเกี่ยวกับอาคารสำเร็จรูปมักผูกโยงกับเงื่อนไขการโอนสิทธิในที่ดิน สิทธิประโยชน์ด้านอัตราส่วนพื้นที่อาคารรวม (FAR) การให้คะแนนอาคารสีเขียวตามระบบดาว การแสดงตัวชี้วัดคาร์บอนต่ำสำหรับนิคมอุตสาหกรรม และข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับโครงการที่รัฐบาลลงทุน สำหรับผู้ซื้อแบบธุรกิจต่อธุรกิจ (B2B) หมายความว่า ผู้จัดจำหน่ายโครงสร้างเหล็กจำเป็นต้องไม่เพียงแต่เสนอราคาเท่านั้น แต่ยังต้องจัดทำเอกสารการคำนวณการออกแบบที่สามารถตรวจสอบได้ ใบรับรองวัสดุ บันทึกคุณภาพการเชื่อม เอกสารระบบทาสี บันทึกการจัดส่งตามล็อต และเอกสารแนวทางการติดตั้งด้วย

3. สถานะของอุตสาหกรรม: การประยุกต์ใช้มุ่งเน้นอยู่ที่โรงงาน สถานที่จัดงาน และอาคารสูงพิเศษ ขณะที่การนำเทคโนโลยีไปใช้ในภาคที่อยู่อาศัยยังคงดำเนินไปอย่างช้า

โครงสร้างเหล็กไม่ได้ขยายตัวอย่างสม่ำเสมอในทุกประเภทอาคาร ตามตัวอย่างโครงการหลักปี 2024 อาคารสูงมากเป็นพิเศษและอาคารสำนักงานคิดเป็นสัดส่วน 28% ศูนย์แสดงสินค้าขนาดใหญ่ สถานที่จัดกิจกรรมทางวัฒนธรรมและกีฬา รวมถึงศูนย์การค้าคิดเป็นสัดส่วน 25% โรงงานอุตสาหกรรมและโรงงานผลิตขั้นสูงคิดเป็นสัดส่วน 16% โครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง อาคารผู้โดยสารสนามบิน และสถานีรถไฟความเร็วสูงคิดเป็นสัดส่วน 9% โรงเรียนและโรงพยาบาลคิดเป็นสัดส่วน 8% ส่วนโครงการที่อยู่อาศัยมีสัดส่วนต่ำกว่า 1% ตัวอย่างนี้สะท้อนโครงการหลักที่องค์กรรายงานไว้ และไม่ควรตีความว่าเป็นสัดส่วนพื้นที่ใช้สอยที่แล้วเสร็จทั้งหมดของอุตสาหกรรมโดยรวม

โครงสร้างนี้มีความสมจริง อาคารโรงงาน คลังสินค้า และศูนย์โลจิสติกส์มักต้องการช่วงความกว้างที่ยาว ระยะห่างระหว่างเสาที่สม่ำเสมอ ความสูงภายในที่เพียงพอ คานรับแรงสำหรับเครน หรือความสามารถในการรับน้ำหนักของชั้นวางแบบหนัก ส่วนสถานที่เพื่อวัตถุประสงค์ด้านวัฒนธรรม กีฬา และศูนย์แสดงสินค้า จำเป็นต้องใช้ระบบหลังคาแบบช่วงความกว้างยาวและจุดเชื่อมต่อที่ซับซ้อน อาคารสูงพิเศษจะพึ่งพาโครงสร้างเหล็ก คอลัมน์ที่ทำจากท่อเหล็กบรรจุคอนกรีต ทรัสขนาดใหญ่พิเศษ และพื้นแบบผสมมากขึ้น เพื่อให้เกิดสมดุลระหว่างความสูง ประสิทธิภาพในการต้านทานแผ่นดินไหว และความเร็วในการก่อสร้าง ในทางกลับกัน อาคารที่อยู่อาศัยทั่วไปจำเป็นต้องคำนึงพร้อมกันหลายปัจจัย ได้แก่ การกันเสียง ความทนไฟ ต้นทุน ความเป็นมาตรฐานของการจัดผังห้องพัก ระบบเปลือกอาคาร (envelope systems) และการประสานงานกับงานตกแต่งภายใน ซึ่งทำให้การนำโครงสร้างดังกล่าวไปใช้อย่างแพร่หลายเป็นเรื่องที่ยากขึ้น

ใช้ข้อมูลสาธารณะของบริษัท เซินหยาง จงเว่ย เฮฟวี่ อินดัสทรี สตีล สตรัคเจอร์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด เป็นตัวอย่างในการสังเกต ซึ่งเว็บไซต์ของบริษัทเน้นนำเสนอผลิตภัณฑ์และบริการในด้านคลังสินค้าโครงสร้างเหล็ก โรงงานโครงสร้างเหล็ก โรงเรือนเลี้ยงสัตว์ปีก และโซลูชันโครงสร้างเหล็กสำหรับตลาดต่างประเทศ บริการที่เปิดเผยต่อสาธารณะ ได้แก่ การออกแบบและผลิตโครงสร้างเหล็กตามความต้องการเฉพาะ การสนับสนุนการรับรองมาตรฐานระดับสากล การขนส่งโลจิสติกส์ระดับโลก คำแนะนำการติดตั้งหน้างาน และบริการส่งออกแบบครบวงจร โปรไฟล์บริษัทบนแพลตฟอร์มอาลีบาบา ยังระบุว่าบริษัทเป็นผู้ให้บริการแบบบูรณาการสำหรับระบบโครงสร้างเหล็กเพื่ออาคารสีเขียวและระบบหุ้มอาคารด้วยโลหะอีกด้วย สำหรับผู้ซื้อจากต่างประเทศ ความสามารถหลักไม่ได้อยู่ที่ราคาต่อตันเพียงอย่างเดียว แต่อยู่ที่ว่าสามารถบูรณาการมาตรฐานการออกแบบ กระบวนการผลิตในโรงงาน การบรรจุภัณฑ์สำหรับการส่งออก รหัสข้อกำหนดของประเทศปลายทาง และลำดับขั้นตอนการติดตั้งได้หรือไม่

โครงการเฉพาะรายยังแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนของโครงการส่งออกโครงสร้างเหล็กอีกด้วย ตามที่เว็บไซต์ของบริษัทจงเว่ย เฮฟวี่ อินดัสทรี เปิดเผย บริษัทมีหน้าที่รับผิดชอบการผลิต การประกอบ และการจัดส่งโครงสร้างเหล็กสำหรับโครงการคลังสินค้าโลจิสติกส์ขนาดใหญ่แห่งหนึ่งในกรุงเทพมหานคร ซึ่งมีน้ำหนักรวมประมาณ 4,150 ตัน ขอบเขตงานครอบคลุมโครงสร้างหลักทำจากเหล็ก ระบบรองรับหลังคาแบบช่วงกว้างเป็นพิเศษ และชิ้นส่วนเสริมต่างๆ โดยเน้นย้ำถึงความสอดคล้องตามมาตรฐานและข้อบังคับด้านการก่อสร้างที่เกี่ยวข้องของประเทศไทย ข้อมูลคำสั่งซื้อโรงงานและคลังสินค้าต่างประเทศระบุว่า คำสั่งซื้อจากต่างประเทศคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 60% ของปริมาณธุรกิจทั้งหมด และกล่าวถึงโครงการต่างๆ เช่น คลังสินค้าทางการเกษตรในโปแลนด์ โรงงานแปรรูปอาหารในซาอุดีอาระเบีย และคลังสินค้าวัสดุก่อสร้างในเคนยา ข้อความดังกล่าวเป็นการเปิดเผยข้อมูลโดยบริษัทเอง จึงควรใช้เป็นกรณีศึกษาเท่านั้น ไม่ควรนำมาทั่วไปว่าเป็นค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรม

รูปที่ 3 การนำเทคโนโลยีมาใช้ในปัจจุบันมีความเข้มแข็งมากที่สุดในบริบทที่ระยะทาง น้ำหนักบรรทุก ความสูง ประสิทธิภาพด้านโลจิสติกส์ และความแน่นอนในการก่อสร้าง ล้วนสร้างมูลค่าที่ชัดเจน

4. ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีหลัก: วัสดุ โหนด ระบบเปลือกอาคาร และการผลิตแบบดิจิทัล กำลังพัฒนาไปพร้อมกัน

ในด้านวัสดุ เหล็กความแข็งแรงสูง เหล็กทนสภาพอากาศ เหล็กกล้าไร้สนิม สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนที่มีสารอินทรีย์ระเหยน้อย (Low-VOC) และแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบผสานเข้ากับอาคาร (Building-Integrated Photovoltaics) กำลังเปลี่ยนแปลงการประเมินวัฏจักรชีวิตของโครงสร้างเหล็ก รายงานอุตสาหกรรมระบุว่า เหล็กความแข็งแรงสูงเกรด Q690 มีความต้านทานแรงดึงประมาณสองเท่าของเหล็กโครงสร้างเกรด Q355 ทั่วไป ขณะที่ต้นทุนต่อหน่วยอยู่ที่ประมาณ 1.25 ถึง 1.35 เท่าของเหล็กเกรด Q355 หากมีการปรับปรุงรูปทรงหน้าตัดเพื่อลดน้ำหนักและปริมาณการเชื่อม ต้นทุนรวมและปริมาณการปล่อยคาร์บอนอาจไม่จำเป็นต้องสูงกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิมอย่างแน่นอน หลังจากนำเหล็กเกรด Q690 ไปใช้งานที่ศูนย์นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเขตซิ่งอันใหม่ รายงานสาธารณะระบุว่าน้ำหนักโครงสร้างหลักลดลง 20% และการปล่อยคาร์บอนลดลง 18% ซึ่งแสดงให้เห็นถึงคุณค่าของเหล็กความแข็งแรงสูงในการลดน้ำหนักและลดการปล่อยคาร์บอนในสถานการณ์เฉพาะ

ในด้านการผลิต เทคโนโลยีแบบจำลองข้อมูลอาคาร (BIM) แบบจำลองดิจิทัลคู่ขนาน (digital twins) อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) การเชื่อมโลหะด้วยหุ่นยนต์ การตัดอัตโนมัติ การเจาะด้วยเครื่องควบคุมตัวเลขเชิงตัวเลข (CNC) และระบบจัดการการผลิต กำลังแพร่กระจายจากองค์กรขนาดใหญ่ไปยังโรงงานระดับภูมิภาค สำหรับคลังสินค้าและโรงงานโครงสร้างเหล็ก ประสิทธิภาพที่แท้จริงเกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตที่ขับเคลื่อนด้วยแบบจำลอง (model-driven manufacturing) กล่าวคือ แบบจำลองการคำนวณโครงสร้าง แบบแปลนรายละเอียด รายการชิ้นส่วน ข้อมูลการเชื่อม ตำแหน่งรูสำหรับสกรูยึด และรหัสการบรรจุภัณฑ์/จัดส่ง จะคงความสอดคล้องกันตลอดกระบวนการ ส่งผลให้ลดการเปลี่ยนแปลงการออกแบบ ชิ้นส่วนที่ขาดหาย และการตัดซ้ำบนหน้างาน

ระบบเปลือกอาคาร (Envelope systems) และการประสานงานระหว่างระบบกลไกกับระบบไฟฟ้า-อิเล็กทรอนิกส์ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออาคารที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ ประสิทธิภาพด้านคาร์บอนของโรงงานโครงสร้างเหล็กนั้นขึ้นอยู่ไม่เพียงแต่กับวัสดุเหล็กหลักเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฉนวนกันความร้อนสำหรับหลังคาและผนัง ความแน่นสนิทของอาคาร การใช้แสงธรรมชาติ การระบายอากาศตามธรรมชาติ แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา ระบบระบายควัน และระบบป้องกันอัคคีภัยด้วย นโยบายการบรรลุจุดสูงสุดของการปล่อยคาร์บอนในภาคการก่อสร้างเมืองและชนบทกำหนดให้ภายในปี ค.ศ. 2025 อัตราการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาของอาคารสำนักงานภาครัฐใหม่และอาคารโรงงานใหม่ควรพยายามให้ถึงร้อยละ 50 ซึ่งจะผลักดันให้หลังคาโครงสร้างเหล็กพัฒนาจากหน้าที่เพียงแค่เป็นเปลือกอาคารไปสู่ระบบที่บูรณาการทั้งการรับน้ำหนัก ฉนวนกันความร้อน กันน้ำ การเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา และการผลิตพลังงาน

5. จุดที่พบปัญหา: ต้นทุน การมาตรฐาน และการป้องกันอัคคีภัยกับการกัดกร่อน คือสามข้อจำกัดที่ยากต่อการแก้ไข

ความท้าทายประการแรกคือการควบคุมต้นทุน ต้นทุนของโครงการโครงสร้างเหล็กไม่ได้ขึ้นอยู่เพียงแค่ราคาเหล็กคูณด้วยน้ำหนักเป็นตันเท่านั้น สิ่งที่เจ้าของโครงการจ่ายจริงคือต้นทุนโดยรวม ซึ่งประกอบด้วยการออกแบบเชิงรายละเอียด การสูญเสียจากการแปรรูป การเชื่อม การพ่นทรายและกำจัดสนิม การเคลือบผิว การป้องกันอัคคีภัย การขนส่ง การยกติดตั้ง ระบบอาคารหุ้ม (envelope systems) การติดตั้งข้อต่อ (node installation) และค่าบำรุงรักษาในระยะต่อมา ความผันผวนของราคาเหล็กทำให้ความเสี่ยงในการเสนอราคาเพิ่มสูงขึ้น จำนวนข้อต่อที่ไม่ได้มาตรฐานมากเกินไปจะเพิ่มชั่วโมงการทำงานในการแปรรูป และโครงการข้ามพรมแดนยังต้องรับผิดชอบค่าบรรจุภัณฑ์ ค่าขนส่งทางเรือ ค่าผ่านศุลกากร และค่าปรับให้สอดคล้องกับรหัสมาตรฐานของประเทศปลายทางด้วย หากการเสนอราคาเน้นเพียงราคาเบื้องต้นที่ต่ำที่สุด วัสดุเหล็กที่ปล่อยคาร์บอนต่ำและระบบการเคลือบผิวประสิทธิภาพสูงก็จะไม่สามารถแสดงมูลค่าตลอดอายุการใช้งานได้อย่างเต็มที่

ความท้าทายประการที่สองคือการมาตรฐานไม่เพียงพอ โครงการโรงงานและคลังสินค้าโครงสร้างเหล็กในประเทศมักมีลักษณะเฉพาะสูง เนื่องจากมีกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน การจัดวางอุปกรณ์ที่ไม่เหมือนกัน สภาพภูมิอากาศของแต่ละพื้นที่ และแผนการขยายธุรกิจของเจ้าของโครงการ ระยะห่างระหว่างเสา คานรองหลังคา (purlins) ระบบยึดเสริม (bracing) ประเภทของแผ่นผนังภายนอก (envelope panels) รางระบายน้ำ (gutters) ช่องเปิดสำหรับประตูและหน้าต่าง คานรับเครน (crane beams) และจุดต่อของชั้นลอย (mezzanine nodes) มักขาดโมดูลที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน ส่งผลให้เกิดงานออกแบบซ้ำซ้อน จำนวนชนิดของชิ้นส่วนมากเกินไป การปรับสายการผลิตบ่อยครั้ง และความทนทานต่อข้อผิดพลาดต่ำในระหว่างการติดตั้ง ความสามารถในการแข่งขันในอนาคตจะไม่ได้มาจากการทำให้ทุกโครงการเหมือนกัน แต่จะมาจากการสร้างระบบประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ได้รับการมาตรฐาน รูปแบบการรวมกันตามพารามิเตอร์ (parametric combinations) และการตรวจสอบความเหมาะสมเฉพาะโครงการ

ความท้าทายประการที่สามคือการป้องกันอัคคีภัยและการป้องกันการกัดกร่อน แม้เหล็กกล้าจะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ มีความแข็งแรงสูง และมีน้ำหนักเบา แต่ความสามารถในการต้านทานไฟไหม้และต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุชนิดนี้จำเป็นต้องอาศัยการออกแบบและระบบป้องกันที่เหมาะสม คลังสินค้า โรงงาน และโครงการด้านโลจิสติกส์มักตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง ใกล้ชายฝั่งทะเล มีสารเคมี หรือเป็นห่วงโซ่เย็น (cold-chain) หรือมีอุณหภูมิสูง ดังนั้น ระบบเคลือบผิว การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (hot-dip galvanizing) สารเคลือบกันไฟ (fireproof coatings) รอบระยะเวลาการบำรุงรักษา และการป้องกันบริเวณจุดเชื่อมต่อควรกำหนดไว้ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ ทั้งนี้ มาตรฐานต่างๆ เช่น GB 55037-2022 ข้อบังคับทั่วไปว่าด้วยการป้องกันอัคคีภัยสำหรับอาคาร GB 51249-2017 ข้อบังคับทางเทคนิคด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยสำหรับโครงสร้างเหล็กในอาคาร ISO 12944 ระบบสีป้องกันการกัดกร่อน และ CECS 343:2013 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนสำหรับโครงสร้างเหล็ก ควรรวมไว้ในเงื่อนไขทางเทคนิคสำหรับการประกวดราคา แทนที่จะถูกนำมาใช้เป็นมาตรการแก้ไขระหว่างการก่อสร้าง

6. ทิศทางในอนาคต: การก่อสร้างดิจิทัล เหล็กที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ และการประยุกต์ใช้แบบโมดูลาร์จะเปลี่ยนแปลงห่วงโซ่อุปทาน

เส้นทางหลักเส้นแรกสำหรับอีกห้าปีข้างหน้าคือการก่อสร้างดิจิทัล สำหรับวิศวกรและผู้จัดการห่วงโซ่อุปทาน การเปลี่ยนผ่านสู่ระบบดิจิทัลไม่ควรหยุดอยู่เพียงแค่การจำลองภาพด้วย BIM เท่านั้น แต่ควรขยายไปสู่การส่งมอบข้อมูลในระดับชิ้นส่วน โดยคานเหล็ก คอลัมน์ โครงยึดเสริม แผ่นรับน้ำหนัก และแผ่นเชื่อมทุกชิ้นควรได้รับรหัสเฉพาะที่เชื่อมโยงกับเกรดวัสดุ หมายเลขชุดการหลอม บันทึกการเชื่อม ล็อตของการเคลือบ รายงานการตรวจสอบ เลขที่แพ็กเกจ และตำแหน่งที่ติดตั้ง เพียงเท่านี้โครงสร้างเหล็กแบบพรีฟับบริเคตจึงจะสามารถแปลงคุณภาพจากโรงงานให้กลายเป็นความมั่นใจในการติดตั้งจริงได้

เส้นทางหลักที่สองคือเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและการจัดซื้อวัสดุคาร์บอนต่ำ ขณะที่แนวคิดอาคารสีเขียว วัสดุก่อสร้างสีเขียว และระบบการบันทึกปริมาณคาร์บอนพัฒนาไปอย่างต่อเนื่อง โครงการโครงสร้างเหล็กจะเริ่มให้ความสำคัญมากขึ้นกับประกาศผลิตภัณฑ์ด้านสิ่งแวดล้อม (EPD) ของวัสดุ อัตราส่วนเศษเหล็ก การใช้เหล็กที่ผลิตจากเตาอาร์คไฟฟ้า (EAF) การใช้พลังงานสะอาด การขนส่งวัสดุในระยะทางสั้น และความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่ ทั้งนี้ ในระยะสั้น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำอาจเผชิญกับปัญหาค่าใช้จ่ายที่สูงกว่าปกติและปัญหาความไม่แน่นอนของปริมาณการจัดหา อย่างไรก็ตาม สำหรับโครงการส่งออก โรงงานของบริษัทข้ามชาติ อาคารสาธารณะที่รัฐบาลลงทุน และโครงการที่เจ้าของกำหนดข้อกำหนดการเปิดเผยข้อมูลด้าน ESG อย่างเข้มงวด การได้รับใบรับรองวัสดุคาร์บอนต่ำจะกลายเป็นข้อได้เปรียบในการเสนอราคา และอาจกลายเป็นเงื่อนไขจำเป็นสำหรับการเข้าร่วมโครงการด้วย

เส้นทางหลักที่สามคือการประยุกต์ใช้แบบโมดูลาร์ คลังสินค้าและโรงงานที่สร้างด้วยโครงสร้างเหล็กนั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับการโมดูลาร์ในระยะเริ่มต้น เนื่องจากหน่วยงานทำงานของโครงสร้างเหล่านี้มีความชัดเจนค่อนข้างสูง ได้แก่ ระยะห่างระหว่างเสาแบบมาตรฐาน ความลาดเอียงของหลังคาแบบมาตรฐาน ประเภทแผ่นผนังภายนอกแบบมาตรฐาน ระบบซี่รับน้ำหนักและระบบยึดเสริมแบบมาตรฐาน รวมถึงโมดูลโครงสร้างแบบพอร์ทัลเฟรมหรือโครงสร้างหลายชั้นแบบมาตรฐาน วิธีการแก้ปัญหาในอนาคตที่สุกงอมแล้วจะไม่เริ่มต้นจากศูนย์สำหรับทุกโครงการอีกต่อไป แต่จะใช้โมดูลมาตรฐานเพื่อตอบสนองความต้องการที่เกิดซ้ำได้ถึง 80% ในขณะที่การออกแบบแบบพารามิเตอร์จะจัดการกับอีก 20% ที่เหลือ ซึ่งเกี่ยวข้องกับภาระเฉพาะท้องถิ่น อุปกรณ์กระบวนการ และความชอบของเจ้าของโครงการ

เส้นทางหลักข้อที่สี่ คือ ความเข้ากันได้กับมาตรฐานสากล สำหรับผู้ซื้อจากต่างประเทศ ผู้จัดจำหน่ายจำเป็นต้องชี้แจงตั้งแต่ระยะเริ่มต้นของสัญญาว่าจะใช้มาตรฐานการออกแบบโครงสร้าง มาตรฐานการเชื่อม มาตรฐานการปฏิบัติงาน มาตรฐานการป้องกันการกัดกร่อน และเอกสารรับรองใดบ้าง โครงการในอเมริกาเหนือมักเน้นมาตรฐาน ANSI/AISC 360 และ AWS D1.1 ขณะที่ตลาดยุโรปมักเกี่ยวข้องกับมาตรฐาน EN 1993, EN 1090 และข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับเครื่องหมาย CE ส่วนสภาพแวดล้อมบริเวณชายฝั่งหรือพื้นที่ที่มีความกัดกร่อนสูง มักให้ความสำคัญกับหมวดหมู่การกัดกร่อนตามมาตรฐาน ISO 12944 หากบริษัทโครงสร้างเหล็กของจีนต้องการยกระดับจาก การส่งออกชิ้นส่วนไปสู่การส่งออกโซลูชันด้านวิศวกรรม จำเป็นต้องจัดทำแผนภูมิมาตรฐาน (standards matrix) และคลังแม่แบบเอกสาร (document-template library)

รูปที่ 4 ความสามารถในการแข่งขันในอนาคตขึ้นอยู่กับการผสานข้อมูลดิจิทัล การจัดซื้อที่ลดคาร์บอนต่ำ ผลิตภัณฑ์แบบโมดูลาร์ และมาตรฐานสากลเข้าด้วยกันเป็นกระบวนการจัดส่งที่สามารถทำซ้ำได้

7. บทสรุป: อุตสาหกรรมกำลังก้าวเข้าสู่จุดตัดของแนวคิดการลดคาร์บอน การทำให้เป็นอุตสาหกรรม และการขยายสู่ระดับนานาชาติ

อนาคตของโครงสร้างเหล็กแบบประกอบสำเร็จรูปไม่ได้หมายถึงเพียงการแทนที่ไม้หรือคอนกรีตด้วยเหล็กเท่านั้น แต่หมายถึงการใช้วิธีการที่สามารถคำนวณได้ ติดตามแหล่งที่มาได้ ประกอบได้ง่าย และบำรุงรักษาได้ เพื่อยกระดับประสิทธิภาพตลอดอายุการใช้งานของอาคารในประเภทที่เหมาะสม โรงงาน คลังสินค้า สถานที่จัดกิจกรรม ศูนย์คมนาคม และอาคารสูงพิเศษจะยังคงเป็นกลุ่มการใช้งานหลัก โครงการสาธารณะ เช่น โรงเรียน โรงพยาบาล และที่อยู่อาศัยราคาไม่แพง จะยังคงดำเนินการทดลองภายใต้การสนับสนุนจากนโยบายต่อไป ตลาดที่อยู่อาศัยน่าจะเร่งตัวขึ้นได้ก็ต่อเมื่อระบบการป้องกันอัคคีภัย การกันเสียง ต้นทุน และมาตรฐานต่าง ๆ มีความสมบูรณ์มากยิ่งขึ้น

สำหรับองค์กร ความสามารถหลักในขั้นตอนต่อไปไม่ใช่การก้าวกระโดดแบบจุดเดียว แต่เป็นความสามารถในการเปลี่ยนมาตรฐานการออกแบบ วัสดุที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ การผลิตด้วยระบบดิจิทัล การรับรองคุณภาพ การจัดส่งโลจิสติกส์ และรหัสประเทศปลายทางให้กลายเป็นกระบวนการที่มีเสถียรภาพ สำหรับผู้ซื้อ การประเมินผู้จำหน่ายควรเปลี่ยนจากการพิจารณาจากราคาต่อตัน มาเป็นต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน ความแน่นอนของการจัดส่ง ความสมบูรณ์ของเอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนด และความโปร่งใสของข้อมูลคาร์บอน ทั้งเป้าหมายเชิงนโยบายด้านการจัดซื้อวัสดุสีเขียวและการส่งมอบโครงการระดับนานาชาติ ล้วนสร้างแรงกดดันร่วมกัน ทำให้โครงสร้างเหล็กสำเร็จรูปค่อยๆ เปลี่ยนจากเป็นเพียงทางเลือกหนึ่ง ไปสู่การเป็นโซลูชันโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสำหรับอาคารอุตสาหกรรมที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ

หมายเหตุแหล่งที่มาและมาตรฐาน

เอกสารนโยบาย: (1) กระทรวงที่อยู่อาศัยและการพัฒนาเมืองและชนบท แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 สำหรับอุตสาหกรรมการก่อสร้าง (Jianshi [2022] ฉบับที่ 11) ซึ่งเสนอให้ภายในปี ค.ศ. 2025 อาคารแบบประกอบสำเร็จรูปควรมีสัดส่วนมากกว่า 30% ของอาคารใหม่ทั้งหมด และส่งเสริมการพัฒนาอย่างบูรณาการระหว่างการก่อสร้างอัจฉริยะกับการปฏิวัติอุตสาหกรรมการก่อสร้างรูปแบบใหม่ (2) กระทรวงที่อยู่อาศัยและการพัฒนาเมืองและชนบท และคณะกรรมาธิการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติ แผนการดำเนินงานเพื่อบรรลุจุดสูงสุดของการปล่อยก๊าซคาร์บอนในภาคการก่อสร้างเมืองและชนบท ซึ่งเสนอให้ภายในปี ค.ศ. 2030 อาคารแบบประกอบสำเร็จรูปควรมีสัดส่วนร้อยละ 40 ของอาคารเมืองใหม่ที่ก่อสร้างแล้วเสร็จในปีนั้น และส่งเสริมการใช้ที่พักอาศัยโครงสร้างเหล็ก การก่อสร้างอัจฉริยะ และวัสดุก่อสร้างสีเขียว (3) กระทรวงการคลัง กระทรวงที่อยู่อาศัยและการพัฒนาเมืองและชนบท และกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ ประกาศว่าด้วยการขยายขอบเขตการดำเนินนโยบายการจัดซื้อจัดจ้างของรัฐเพื่อสนับสนุนวัสดุก่อสร้างสีเขียวเพื่อยกระดับคุณภาพอาคาร (Caiku [2022] ฉบับที่ 35)

เอกสารอุตสาหกรรม: รายงานการพัฒนาอุตสาหกรรมโครงสร้างเหล็กในการก่อสร้างของจีน ปี 2023–2024 ซึ่งเผยแพร่ต่อสาธารณะ ครอบคลุมปริมาณการผลิตโครงสร้างเหล็กในปี 2024 มูลค่าการผลิต โครงสร้างการใช้งานในตัวอย่างโครงการสำคัญ และกรณีศึกษาที่เกี่ยวข้องกับเหล็กความแข็งแรงสูงและเหล็กทนสภาพอากาศ ข้อมูลสัดส่วนที่อ้างอิงในบทความนี้สอดคล้องกับขอบเขตของการรายงานต่อสาธารณะ และไม่ได้ถูกขยายผลเป็นสถิติเชิงสัมบูรณ์สำหรับทั้งอุตสาหกรรม

ข้อมูลสาธารณะของบริษัท: เว็บไซต์ของบริษัท Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd. ซึ่งระบุถึงศักยภาพของบริษัท ขอบเขตการให้บริการ ประเภทผลิตภัณฑ์ และโครงการคลังสินค้าโลจิสติกส์กรุงเทพมหานคร; หน้าภาพรวมของบริษัทบนเว็บไซต์ Alibaba ระดับนานาชาติ ซึ่งกล่าวถึงตำแหน่งทางธุรกิจ พื้นที่การผลิต และความสามารถในการให้บริการแบบบูรณาการ โครงการ คำสั่งซื้อ และคำอธิบายศักยภาพของบริษัทอ้างอิงจากข้อมูลที่บริษัทเปิดเผยเอง

มาตรฐานจีน: GB 55006-2021 ข้อบังคับทั่วไปสำหรับโครงสร้างเหล็ก; GB 50017-2017 ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับการออกแบบโครงสร้างเหล็ก; GB/T 51232-2016 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับอาคารแบบประกอบที่ใช้โครงสร้างเหล็ก; GB 50205-2020 ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับการรับรองคุณภาพการก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก; GB 55037-2022 ข้อบังคับทั่วไปด้านการป้องกันอัคคีภัยของอาคาร; GB 51249-2017 ข้อกำหนดทางเทคนิคด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยของโครงสร้างเหล็กในอาคาร; JGJ 82-2011 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการต่อเชื่อมโครงสร้างเหล็กด้วยสลักเกลียวความแข็งแรงสูง; CECS 343:2013 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนของโครงสร้างเหล็ก

มาตรฐานสากล: ข้อกำหนดสำหรับอาคารโครงสร้างเหล็ก ANSI/AISC 360-22; รหัสการเชื่อมโครงสร้างเหล็ก AWS D1.1/D1.1M:2025; ยูโรโค้ด 3 EN 1993 สำหรับการออกแบบโครงสร้างเหล็ก; EN 1090 ข้อกำหนดในการผลิตโครงสร้างเหล็กและโครงสร้างอลูมิเนียม; ISO 12944 สีและวานิช—ระบบสีป้องกันการกัดกร่อนสำหรับโครงสร้างเหล็ก โครงการต่างประเทศควรปฏิบัติตามระเบียบข้อบังคับของสถานที่ตั้งโครงการและเวอร์ชันที่ระบุไว้ในสัญญา

คำชี้แจงขอบเขตข้อมูล: นอกเหนือจากค่าตัวเลขที่ระบุอย่างชัดเจนในเอกสารนโยบาย เลขมาตรฐาน และรายงานสาธารณะแล้ว บทความนี้ไม่ได้สร้างตัวเลขสถิติเพิ่มเติมแต่อย่างใด การประเมินเกี่ยวกับโครงสร้างการประยุกต์ใช้งาน การเปลี่ยนแปลงต้นทุน ความพร้อมใช้งานของโมดูล และแนวโน้มการจัดซื้อแบบคาร์บอนต่ำ ถือเป็นการสังเกตการณ์หรือการประมาณการในระดับอุตสาหกรรม