Pramonės pastatų konstrukcijos: kaip sutaupyti milijonus nežaidžiant su saugumu

Dr. Donatas Jatulis, konstrukcijų optimizavimo inžinierius su daugiau nei 20 metų projektavimo ir 10 metų mokslinio darbo patirtimi, pateikia stulbinamą pavyzdį: „Neseniai analizavome dviejų praktiškai vienodų 20 tūkst. kv. metrų ploto pastatų  konstrukcijas. Mūsų skaičiavimai parodė, kad abiejų pastatų plieno konstrukcijų kiekį galima nesunkiai sumažinti 900 tonų. Įvertinus gaminių ir montavimo darbų kainas, tai leistų sutaupyti nuo 1,7 iki 2,3 milijonų eurų!“

Kodėl mokame per daug?

„Įsivaizduokite, kad perkate automobilį, – aiškina dr. Jatulis, UAB „JSECO“ įkūrėjas. – Ar rinktumėtės sovietinę „Ladą“ su didesniu varikliu ir storesnėmis skardomis, ar modernią „Toyota“ su pažangiomis technologijomis? Nors „Lada“ atrodo masyvesnė, „Toyota“ bus ir galingesnė, ir saugesnė, ir ekonomiškesnė. Tas pats principas galioja ir pastatų konstrukcijoms. Paradoksas, kad statytojai, vaizdžiai tariant, dažnai renkasi tarp „Lados“ modelių, nežinodami, kad yra „Toyota.“

Šiandien pramoniniuose pastatuose populiariausias sprendimas – gelžbetoninių kolonų karkasas su plieninėmis santvaromis ir profiliuotu stogu. Tačiau dr. Jatulis pastebi, kad daugelyje projektų šios konstrukcijos projektuojamos neefektyviai, tarsi tas sovietinis automobilis – per masyvios, per brangios, o kartais net mažiau saugios. Tačiau pažymėtina, kad norint pasiekti gerus konstrukcijų optimizavimo rezultatus reikia patirties, žinių,  inžinerinės nuovokos bei tam skirtų įrankių panaudojimo.

Kur slypi neefektyvumas?

Ekspertas išskiria keletą pagrindinių problemų:

1. Paviršutiniškas projektavimas. „Dažnai matome projektus, kur dalis konstrukcijų išnaudojama vos 50 proc., kai tuo tarpu kitos – 90 proc. ir daugiau. Tai tarsi važiuoti automobiliu su trimis pripūstomis ir viena nuleista padanga“, – aiškina dr. Jatulis.
2. Silpnos jungtys. Paradoksalu, bet kartais masyvios konstrukcijos jungiamos silpnomis jungtimis. „Tai tas pats, kas siūti odinį švarką medvilniniais siūlais“, – vaizdžiai paaiškina ekspertas. Vienas iš ryškiausių pavyzdžių, iliustruojančių šią problemą, yra Rygos Maximos prekybos centro griūtis 2013 metais. Šioje tragedijoje santvaros apatinės juostos jungties laikomoji galia buvo kelis kartus mažesnė nei pati apatinė juosta. Dėl šios priežasties, kai jungtis suiro, visa konstrukcija griuvo staiga ir netikėtai, sukeldama didelę žalą ir aukų skaičių, nors masyvūs konstrukcijų elementai nerodė jokių perkrovos požymių.
3. Neoptimizuotas medžiagų naudojimas. Optimizavimo ar net racionalaus projektavimo metodų netaikymas. Projektuotojai dažnai net nebando ieškoti racionalių sprendinių, dažnai pasirenka sprendinį iš pirmo karto, nebandę kitų. Kartais atrodo, kad projektuotojai tyčia stengiasi suprojektuoti konstrukcijas kuo masyvesnes, susikurdami apgaulingą saugumo jausmą.

Kaip sutaupyti?

UAB „JSECO“ taiko keturių pakopų optimizavimo metodą:

1. Racionalus kolonų išdėstymas. „Kuo pastatas žemesnis, tuo trumpesni, jei tai leidžia pastato technologija, turi būti tarpai tarp kolonų, ir atvirkščiai. Tai elementaru, bet dažnai pamirštama“, – pastebi dr. Jatulis.
2. Konstrukcijų formos optimizavimas. Keičiant santvarų aukštį ir spyrių išdėstymą, galima rasti optimalų sprendinį, kuris užtikrina ir patikimumą, ir ekonomiškumą. UAB „JSECO“ naudoja savo sukurtą optimizavimo įrankį, kuris leidžia per apčiuopiamą laiką išnagrinėti daugybę konstrukcijų variantų, pasiekiant geriausią konstrukcijos masės – patikimumo santykį.
3. Tinkama elementų forma. Kiekviena konstrukcija turi atlikti savo funkciją efektyviausiu būdu. Pavyzdžiui, sijoms naudojami kolonoms skirti profiliai gali sverti kelis kartus daugiau nei reikia.
4. Išmanus elementų panaudojimas. Įmonė sėkmingai pritaikė Švedijos patirtį, kai stogo danga ne tik dengia pastatą, bet ir dalyvauja bendrame konstrukcijų darbe.

Visada galima geriau

„Prieš dešimtmetį perprojektuodami didelės baldų gamyklos konstrukcijas, sugebėjome sutaupyti 50 proc. medžiagų metalo konstrukcijoms, o šiandien matome, kad galėjome sutaupyti dar daugiau, – dalijasi patirtimi dr. Jatulis. – O kai kalbame apie didelio ploto pastatus, sutaupymai gali siekti milijonus eurų. Tai ne teoriniai skaičiavimai, o realūs projektai. Be abejonės, norint pasiekti tokio mąsto sutaupymą reikia tam tikrų papildomų išteklių optimizavimui, tačiau tai nepalyginama su gaunama nauda.“

Įdomu tai, kad net Švedija, garsėjanti savo plieno ištekliais, skiria ypatingą dėmesį racionaliam plieno naudojimui. „Jei šalis, turinti savų išteklių, taip rūpestingai juos taupo, tai mums, importuojantiems plieną, tai turėtų būti dar svarbiau“, – pabrėžia ekspertas.

Kaštai – mažesni, saugumas – didesnis

Pramonės ir logistikos pastatų savininkai bei vystytojai šiandien turi unikalią galimybę žengti koja kojon su pažangiausiomis pasaulio tendencijomis. Optimizuotos konstrukcijos – tai ne tik mažesni kaštai, bet ir didesnis saugumas bei tvarumas. O sutaupytos lėšos gali būti investuojamos į įmonės plėtrą ar kitas inovacijas.

„Mūsų tikslas – ne tik taupyti pinigus, bet ir kurti saugesnę, efektyvesnę statybos kultūrą Lietuvoje, – reziumuoja dr. Jatulis. – Juk kiekvienas sutaupytas euras konstrukcijose – tai papildoma galimybė investuoti į šalies ekonomikos augimą.“