Η χρήση του προκατασκευασμένου σκυροδέματος στις κτηριακές κατασκευές, ως μια εναλλακτική του επιτόπου χυτού σκυροδέματος, έχει λάβει αυξανόμενη προσοχή τις τελευταίες δεκαετίες. Παρόλο που στη χώρα μας το προκατασκευασμένο σκυρόδεμα συναντάται κυρίως σε έργα υποδομών (γέφυρες, σήραγγες, αυτοκινητόδρομοι, σιδηρόδρομοι, έργα αποχέτευσης), τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μία δυναμική είσοδος της μεθόδου κατασκευής και στον τομέα των κτηριακών κατασκευών, κυρίως βιομηχανικών, εμπορικών αλλά και κτηρίων κατοικιών. Τα δομικά στοιχεία προκατασκευασμένου σκυροδέματος σχεδιάζονται σύμφωνα με τους ισχύοντες Ελληνικούς Κανονισμούς (ΕΚΩΣ και ΕΑΚ) ή τους Ευρωκώδικες. Η εξασφάλιση ποιότητας, η ταχύτητα στην κατασκευή και το σχετικά χαμηλότερο κόστος κατασκευής είναι μεταξύ των βασικών πλεονεκτημάτων των προκατασκευών σκυροδέματος.

Το προκατασκευασμένο σκυρόδεμα παράγεται στο εργοστάσιο, σε ελεγχόμενες συνθήκες χύτευσης και ωρίμανσης εξασφαλίζοντας σταθερής ποιότητας σκυρόδεμα, ενώ τόσο οι πρώτες ύλες όσο και το τελικό προϊόν υποβάλλονται σε ποιοτικό έλεγχο. Η παραγωγή στο εργοστάσιο μπορεί να γίνεται παράλληλα με άλλες εργασίες εργοταξίου, όπως τοπογραφικές και χωματουργικές εργασίες. Μετά την ολοκλήρωση της θεμελίωσης τα δομικά στοιχεία της ανοδωμής μεταφέρονται άμεσα στην τοποθεσία του έργου, έτοιμα προς συναρμολόγηση, αυξάνοντας σημαντικά την ταχύτητα ανέγερσης.

Σε ό,τι αφορά στο κόστος, οι προκατασκευές τείνουν να είναι μία λιγότερο δαπανηρή επιλογή έναντι του επιτόπου χυτού σκυροδέματος, το οποίο έχει αυξημένο κόστος λόγω των εργασιών τοποθέτησης των ξυλοτύπων και του οπλισμού, την έκχυση του σκυροδέματος και τη διασφάλιση της σωστής σκλήρυνσής του, αλλά και λόγω αστοχιών που ενδέχεται να συμβούν κατά τη φάση της κατασκευής. Η μαζική βιομηχανική παραγωγή και ο αυτοματισμός στη διαδικασία μαζί με την μικρότερη απαίτηση σε εργατικό δυναμικό καθιστούν το προκατασκευασμένο σκυρόδεμα  ποιοτικότερο και οικονομικότερο. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι, το χαμηλότερο κόστος παραγωγής ενδέχεται να μην αντισταθμίζει το κόστος μεταφοράς των προκατασκευασμένων στοιχείων από το εργοστάσιο παραγωγής στην τοποθεσία του έργου, το οποίο σε περίπτωση μεγάλων αποστάσεων είναι σημαντικό.

Ένα ακόμα σημαντικό πλεονέκτημα των προκατασκευών σκυροδέματος είναι η δυνατότητα προέντασης. Με την προένταση επιτυγχάνονται μεγάλα καθαρά ανοίγματα καθιστώντας το προκατασκευασμένο σκυρόδεμα μία ανταγωνιστική επιλογή όχι μόνο έναντι του επιτόπου χυτού σκυροδέματος αλλά και των μεταλλικών φορέων. Τα βιομηχανικά κτήρια, στην συντριπτική τους πλειονότητα, κατασκευάζονται από μεταλλικό φέροντα οργανισμό. Ορισμένα από τα βασικά πλεονεκτήματά των μεταλλικών κατασκευών είναι το μικρότερο βάρος, το οποίο συνεπάγεται και ευχερέστερη θεμελίωση, η ταχύτητα ανέγερσης, η καλή απόκρισή τους στις δυναμικές φορτίσεις, η δυνατότητα κατασκευής κτηρίων με μεγάλο καθαρό άνοιγμα και η ευκολία στην μεταφορά, τη συναρμολόγηση, την αποσυναρμολόγηση και την αντικατάσταση των μεταλλικών στοιχείων. Ωστόσο, οι ιδιαιτερότητες ενός κτηρίου, όπως το έντονα διαβρωτικό περιβάλλον (π.χ. βιομηχανίες με χημικές δραστηριότητες ) και η απαίτηση σε πυραντίσταση, καθιστούν αναγκαία την επιφανειακή προστασία των μεταλλικών δομικών στοιχείων με κατάλληλα προϊόντα οδηγώντας σε αύξηση του κόστους. Μια αξιόλογη εναλλακτική επιλογή στην περίπτωση αυτή, είναι τα προεντεταμένα στοιχεία σκυροδέματος, που όπως και οι μεταλλικοί φορείς παρέχουν τη δυνατότητα κατασκευής μεγάλων καθαρών ανοιγμάτων και προσφέρουν πυροπροστασία και αντίσταση στο διαβρωτικό περιβάλλον.

Κατά τη φάση της μελέτης, ανάλογα με τις απαιτήσεις και τις ιδιαιτερότητες του κάθε έργου, οι μηχανικοί καλούνται να επιλέξουν το κατάλληλο δομικό σύστημα και το υλικό του φέροντα οργανισμού, που εκτός από την επιθυμητή δομική συμπεριφορά θα αποτελούν και τη βέλτιστη οικονομικά λύση. Η μεταβολή της τιμής των δομικών υλικών στην πάροδο του χρόνου είναι ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στον προϋπολογισμό των έργων, ιδιαίτερα εκείνων που προγραμματίζονται για το μακρινό μέλλον. Αν παρακολουθήσει κανείς την πορεία των τιμών για τα διάφορα προϊόντα σκυροδέματος τις τελευταίες δύο δεκαετίες, θα παρατηρήσει ότι οι τιμές μεταβάλλονται σχετικά σταθερά ακολουθώντας το ρυθμό πληθωρισμού. Αντίθετα, οι τιμές του χάλυβα είναι ασταθείς με μεγάλες διακυμάνσεις και ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια παρατηρήθηκε εκτόξευση των τιμών του χάλυβα. Φαίνεται λοιπόν ότι η μέθοδος της προκατασκευής με στοιχεία σκυροδέματος αποτελεί μία ασφαλή και αξιόλογη επιλογή για την κατασκευή κτηριακών έργων και αυτό αναγνωρίζεται σταδιακά και από την ελληνική αγορά.

Τα στελέχη της «DeltaEngineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί», μέλος του Ομίλου «ΣΑΜΑΡΑΣ & ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ», είναι στη διάθεσή σας για οποιαδήποτε πληροφορία και διευκρίνιση για τα παραπάνω, εφαρμόζοντας όλες τις κατάλληλες τεχνικές και πρακτικές στην υλοποίηση των έργων σας.

Συντάκτρια: Άννα Πετροπούλου / Διπλ. Πολιτικός Μηχανικός / Τομέας Στατικών Μελετών & Ελέγχου Στατικής Επάρκειας
Πηγή εικόνας: “FDE Public School / FGMF” 08 Sep 2009. ArchDaily. Accessed 18 May 2022.

Είναι γεγονός πως τα κτίρια έχουν τεράστιο αντίκτυπο στο περιβάλλον μέσω των υλικών δόμησης, της σπατάλης νερού, της αλλαγής χρήσης γης και κυρίως της χρήσης ενέργειας καθώς το δομημένο περιβάλλον καταναλώνει το 32% της παγκόσμιας ενέργειας. Για την αντιμετώπιση των αρνητικών αντίκτυπων της ανάπτυξης των κτιρίων έχουν αναπτυχθεί διάφοροι μέθοδοι για την προστασία του περιβάλλοντος όπως είναι το «Πράσινο Κτίριο» (Green Building) ή η «Πράσινη Ανάπτυξη»(Green development) έτσι ώστε να διασφαλίζεται μια διαδικασία περιβαλλοντικά υπεύθυνη και αποδοτική ως προς τους πόρους, καθ’ όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής των κτιρίων, από την τοποθέτηση έως το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη λειτουργία, τη συντήρηση, την ανακαίνιση, την κατεδάφιση τους.
Ο τρόπος που διασφαλίζεται κάτι τέτοιο είναι η ανάπτυξη προγραμμάτων πιστοποίησης κτιρίων το οποίο με τα χρόνια εξελίσσονται βελτιώνονται και εξαπλώνονται ανά τον κόσμο. Τα πιο διαδεδομένα και ταυτόχρονα τα πιο αξιόλογα συστήματα είναι τα παρακάτω:

BREEAM

Leadership in Environment and Ecosystem Design (LEED)

GSAS

Estidama Pearl Rating System

Πρόκειται για συστήματα Αξιολόγησης Ολικής Ποιότητας (TQA), όπου στα έργα απονέμονται βαθμοί για προαπαιτούμενες και προαιρετικές πιστωτικές μονάδες που ομαδοποιούνται σε διάφορες κατηγορίες. 

Πιο αναλυτικά παρουσιάζεται το κάθε σύστημα ξεχωριστά παρακάτω:

·        Βritish Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEAM)
Αυτή η μέθοδος (BREEAM) κυκλοφόρησε για πρώτη φορά το 1990 στο Ηνωμένο Βασίλειο. Έχουν κυκλοφορήσει διεθνείς εκδόσεις για την πιστοποίηση έργων παγκοσμίως και το BREEAM International New Construction 2021 Version 6 είναι το πιο πρόσφατο. Η αξιολόγηση αυτού του συστήματος εκφράζεται ως ποσοστό επιτυχίας επί των συνολικών διαθέσιμων πόντων 30% για την βάση, 45% για Καλή, 55% για Πολύ Καλή, 70% για Άριστα και 85% για Εξαιρετικά. Οι κατηγορίες για νέα κατασκευαστικά έργα είναι Διαχείριση, Υγεία & Ευημερία, Ενέργεια, Μεταφορές, Νερό, Υλικά, Απόβλητα, Χρήση Γης & Οικολογία, Ρύπανση και Καινοτομία (BRE Global, 2016).

·        Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). Το σύστημα αξιολόγησης Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) κυκλοφόρησε για πρώτη φορά το 1998 από το Συμβούλιο Πράσινων Κτιρίων των Ηνωμένων Πολιτειών (USGBC). Το LEED είναι το πιο κοινό και ευρέως χρησιμοποιούμενο σύστημα αξιολόγησης πράσινων κτιρίων. Η τελευταία έκδοση LEED V4.1 που κυκλοφόρησε το 2019 έχει τέσσερα επίπεδα πιστοποίησης ανάλογα με τα κατώτατα όρια πόντων που επιτυγχάνονται: πιστοποίηση (40–49 βαθμοί), ασημί (50–59 βαθμοί), χρυσό (60–79 βαθμοί) και πλατίνα ( 80 βαθμοί και άνω). Υπάρχουν επτά κατηγορίες αξιολόγησης για την απόκτηση έως και 126 πιθανών πόντων (Zhang et. al, 2017)

·        Global Sustainability Assessment System (GSAS)
Το 2009 ένα ολοκληρωμένο σύστημα αξιολόγησης πράσινων κτιρίων με βάση τις επιδόσεις GSAS, ιδρύθηκε από τον Οργανισμό Έρευνας και Ανάπτυξης του Κόλπου (GORD) στο Κατάρ. Το Παγκόσμιο Σύστημα Αξιολόγησης Αειφορίας (GSAS) διαμορφώθηκε με βάση τις βέλτιστες πρακτικές από τα πιο καθιερωμένα παγκόσμια συστήματα αξιολόγησης, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, τα BREEAM (Ηνωμένο Βασίλειο), LEED (Ηνωμένες Πολιτείες), GREEN GLOBES (Καναδάς), CEPAS (Χονγκ Κονγκ), CASBEE ( Ιαπωνία), και το International SBTOOL. Το GSAS έχει 8 κατηγορίες και μπορεί να επιτευχθεί πιστοποίηση από  1 έως 6 Αστέρων.

·       Το Estidama , το οποίο στα Αραβικά σημαίνει βιωσιμότητα, είναι επίσης γνωστό και ως Pearl Rating System. Αναπτύσσεται κυρίως χρησιμοποιώντας στοιχεία LEED και BREEAM αλλά εφαρμόζεται στις μοναδικές τοπικές ανάγκες και το περιβάλλον. Το Estidama Pearl Rating System ιδρύθηκε από το Συμβούλιο Αστικού Σχεδιασμού του Άμπου Ντάμπι (UPC) το 2010. Σύμφωνα με το Pearl Building Rating System (PBRS) υπάρχουν πέντε επίπεδα πιστοποιήσεων που μπορούν να ληφθούν ως εξής 1 Pearl (μόνο προαπαιτούμενα ), 2 Pearl ( προαπαιτούμενα πόντοι + 60 ), 3 Pearl ( προαπαιτούμενα + 85 πόντους ), 4 Pearl ( προαπαιτούμενα + 115 βαθμοί) και 5 Pearl  ( προαπαιτούμενα + 140 βαθμοί ). Οκτώ κατηγορίες είναι διαθέσιμες στο PBRS με 180 συνολικά διαθέσιμους πόντους.

Η πράσινη ανάπτυξη για ένα κτίριο αλλάζει τη δομή του, όπου είναι δυνατόν, καθώς και τη συντήρηση και τις πρακτικές για να διασφαλιστεί ότι αυτό βρίσκεται σε βιώσιμη κατάσταση. Τα παραπάνω συστήματα λειτουργούν ως εργαλεία για την επίτευξη μιας νέας παγκόσμιας στρατηγικής στην δόμησή. Την αειφόρο ανάπτυξη. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται η μείωση κάθε φορά των επιπτώσεων της κατασκευής κτιρίων στις ακόλουθες πτυχές: Περιβαλλοντολογικά, κοινωνικά και οικονομικά. Πρόκειται ίσως για μια μοναδική ευκαιρία να εξελίξουμε και να βελτιώσουμε την κληρονομιά που αφήνουμε στις επόμενες γενιές. 

Βιβλιογραφία:

Fenner R.A and Ryce T, (2007). A comparative analysis of two building rating systems. Part 1: Evaluation Engineering Sustainability, [Online], Vol. 161, pp. 55-63, Available at: https://www.icevirtuallibrary.com/doi/full/10.1680/ensu.2008.161.1.65 (accessed on: 27/04/2022)

Motau Adam, A comparative analysis of four rating systems, Available at: https://www.academia.edu/40190483/CHAPTER_1_Literature_Review (accessed on: 26/04/2022)

Ζhang Y, Wang j, Hu F and Wang Y, (2017). Comparism of evaluation standards for green building in China, Britain, United States: Renewable and Sustainable Energy Reviews. [Online], Vol. 68, part 1, pp. 262-271, Available at: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032116306499 (Accessed on 26/04/2022)

https://en.wikipedia.org/wiki/Estidama (accessed on: 27/04/2022)

https://www.usgbc.org/leed (accessed on: 26/04/2022)

https://www.breeam.com/ (accessed on: 26/04/2022)

https://sustainable-infrastructure-tools.org/tools/global-sustainability-assessment-system/ (accesed on: 26/04/2022)

https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Sustainability_Assessment_System (accessed om: 26/04/2022)

Τα στελέχη της «Delta Engineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί», μέλος του Ομίλου «Σαμαράς & Συνεργάτες», συνεχώς δίπλα στις καινοτόμες τάσεις, είναι στη διάθεσή σας για οποιαδήποτε πληροφορία και διευκρίνιση για τα παραπάνω θέματα.

Σύνταξη: Αγγελική Κόλια / Διπλ. Αρχιτέκτων Μηχανικός MSc / Τομέας Μελετών Εφαρμογής Τεχνικών Έργων

Πηγή εικόνας: Case Western Reserve University, Tinkham Veale University Center Cleveland / United States / 2014 – courtesy of Michelle Litvin Studio

https://www.archilovers.com/projects/183061/case-western-reserve-university-tinkham-veale-university-center.html