שיטות בניה חדשניות,
מתקדמות וירוקות יותר
מה בסקירה:
- חשיבות בחירת סוג השלד למבנה ירוק יותר
- העולם מתקדם לשיטות בניה מתועשות, מהירות וירוקות יותר
- הגברת יעילות, חסכון, שיפור מהירות ואיכות הבניה
- מאפייני האיכות של שיטות בנייה מתקדמות
- בנייה מתועשת מתקדמת: זה ירוק ומועיל יותר!
- בחירת שיטת בניה בתהליך רציונאלי
- תכנון מוקפד ומפורט לפני תחילת בניה – חסכון אדיר בזמן כסף ועוגמת נפש
- חישוב עליות המבנה בשיטות השונות
- פרמטרים להשוואת העליות של מרכיבי שלד המבנה בשיטות שונות
חשיבות בחירת סוג השלד למבנה ירוק יותר
מזה למעלה משני עשורים נבנים בישראל מבנים בבניה מתקדמת במגוון שיטות שלד ושילובים של מספר סוגי שלד זה עם זה, אך עדיין מרבית הבניה מבוצעת לצערנו בשיטות בנות מאה שניים למרות החסרונות הרבים שלהן. סקירה זו נועדה לעודד מעבר לשיטות שלד מתקדמות שבזכותן ניתן להשיג ערכים רבים כגון: מהירות יישום, דיוק, איכות חומרי בנייה, מבנה "ירוק" וחסכוני יותר ועוד. בסקירה זו נציג את ההבדלים העקרוניים בין שיטות מיושנות לשיטות מתקדמות ונפרט אודות מספר שיטות בניה מתקדמת זמינות בישראל.
אחת הטעויות הנפוצות בניהול פרויקט היא השהייה של בחירת שיטת הבניה לשלב מאוחר בתכנון לביצוע. בשיטות בניה מתקדמות מאוד רצוי לבחור את סוג השלד של המבנה וחתכי המעטפת (שכבות חתכי הקירות ועוביים, חתכי הגג וכו' ) בשלבים מוקדמים יחסית של התכנון. החלטה מוקדמת זו מאפשרת לחסוך זמן תכנון, למקסם את יתרונות השיטה שנבחרה לפרויקט ולדייק בפרטים כבר בשלב מוקדם.
העולם מתקדם לשיטות בניה מתועשות, מהירות וירוקות יותר
כיום הבנייה במדינות המפותחות הופכת ליעילה, איכותית ומתקדמת יותר, עוד ועוד חלקים ורכיבי מבנה מיוצרים במפעל מראש על פי דרישות הפרויקט, כך שההסתמכות על עבודת כפיים של הפועל באתר הבנייה פוחתת. במקרים מסוימים, כלל יחידות המבנה מיוצרות במפעל ונותר רק להרכיבן באתר, ישראל עדיין הרחק מאחור בהיבט זה.
ישראלים הם חובבי חדשנות באופן בולט ביחס לשאר העולם ואנחנו גאים לחשוב על עצמנו כ- "אומת הסטארטאפ", כל זה נכון עד שמגיעים לתחום הבנייה – כאן השמרנות מנצחת, ורבים מהמבנים בארץ עדיין נבנים כיום בטכנולוגיות בנות מאה שנים ויותר. רב הבניה בישראל מבוססת על יציקות שלד בטון ובלוקים באתר הבניה וגמר בעבודות הדבקה ומריחה הכרוכות בעבודה ידנית רבה (טיח, צבע, וכדומה). בעשורים האחרונים שוכללו שיטות אלו ונוצרו חומרים חדשניים רבים לבניה וגמר תוך שמירה על עקרון התיעוש וההרכבה המהירה.
הגברת יעילות, חסכון, שיפור מהירות ואיכות הבניה
הפתרון למרבית תחלואות ענף הבנייה בישראל הוא התקדמות לשיטות בנייה מתקדמות המבוססות על ייצור ממוחשב ופחות על מיומנות הפועל באתר. השלד הוא השלב הראשון בהחלטה על מבנה ירוק יותר והוא זה שיכתיב את סוג החומרים וצורת העבודה להמשך הפרויקט וישפיע על בחירת חומרי הגמר. כיום כמעט כל התכנון ורב היצור ממוחשב כך, שאך מתבקש כי המעבר בין תכנון ליצור יחידות במפעל במידות הנדרשות יבוצע ממחשב למחשב במינימום צורך בתרגום של אדם.
מנתונים רשמיים, אחנו למדים כי בניית בית או דירה בישראל אורכת בממוצע 24 חודשים ואף יותר, וכמו כן בסקרי איכות שונים נמצא שבכמעט בכל בתי המגורים בישראל יש ליקויי בניה חמורים.
אחת הסיבות העיקריות למצב זה היא הבחירה בשיטות בניה מיושנות ושימוש בחומרים שאינם תקניים ו/או ביצוע שאינו מלווה בבקרת איכות. סיבה נוספת לליקויים הרבים היא שבשיטות מיושנות היישום של הגמר נעשה באתר ותלוי מאוד במיומנות של הפועל. שוק הבניה סובל מחוסר בכח אדם מיומן לבניה ובלית ברירה, מעסיק גם פועלים פחות מיומנים.
הפתרון לחלק גדול מבעיות אלו הוא מעבר לטכנולוגיות בניה חדשות ולחומרים מתקדמים. שיטות אלו גם מייעלות את תהליכי הבניה וגם חוסכות זמן עבודה באתר. בחישוב נכון של עלויות הן גם כדאיות יותר ליזם ומפחיתות את אי הוודאות במהלך הבנייה.
מאפייני האיכות של שיטות בנייה מתקדמות
אז מה בעצם ההבדלים המהותיים בין טכנולוגיות בניה מתקדמות המבוססות על אלמנטים שמיוצרים באתר לבין בניה מחומרי גלם בסיסיים באתר?
המשותף לשיטות הבניה המתקדמות הוא שהתוכניות האדריכלות וההנדסיות שמתוכננות בעזרת מחשב עוברות מ'שולחן השרטוט' של האדריכל ישירות למחשב במפעל של יצרן השלד, המפעל מייצר על פיהן רכיבים מתועשים המוכנים להרכבה מהירה ונקייה באתר. ברור כי בייצור כזה כמות הפחת יורדת, מהירות הבנייה עולה, אי הודאות פוחתת ובכך נחסכים זמן וכסף.
בשיטות מיושנות איכות בניית המבנה תלויה במיומנות קריאת תוכניות (גיליונות ניר?!) על ידי הבנאי באתר ובדיוק הביצוע שלו לפי הנחיות כתובות. בשיטות מתקדמות יש עדיפות לבניה 'יבשה' כלומר חיבור באתר של רכיבים מדויקים שיוצרו מראש במפעל. באתר בניה מתקדם נראה מעט מאוד פעולות רטובות של יציקה באתר והרכבת אלמנטים בטיט שהוכן בערבוב אקראי של חומרים המושפעים משיקול דעתו ו'מצב רוחו' של הבנאי.
מפעלים מחויבים באופן מובנה לעמידה בתקנים ולמידות ואיכויות שהוגדרו על יד הלקוח ו/או על ידי הרגולטור. לכן, למרבית המפעלים יש יכולת מובנית לבקרת איכות גבוהה מאוד. מכונות הייצור מצוידות בחיישנים שמתריעים על חריגות באיכות חומר וכן ייצור בלוחות זמנים מדוייקים. לאחר הייצור כל רכיב עובר בקרת איכות על ידי סריקות באמצעים אלקטרוניים ובקרה אנושית. הרכיבים המיוצרים מקבלים בדרך כלל מספור וברקוד המאפשר לדייק גם את האריזה וגם את המשלוח והמעקב אחריהם במפעל ובאתר הבניה.
אחד ההבדלים המהותיים שניכרים גם לאדם שאינו מקצועי הוא הדיוק ואיכות הגמר של המבנה הנבנה בשיטות מתקדמות. מכיוון שנעשה שימוש באלמנטים מתועשים, מידותיהם קבועות ואינן נחתכות או יצוקות באתר הבניה. מדובר בהרכבה, ולא במריחה ויציקה, בכך, מתקבלת תוצאה מדויקת מאוד. זה לא רק עניין אסתטי של דיוק והתאמה בין המתוכנן לביצוע. דיוק והרכבה נכונה של אלמנטים לפי הוראות יצרן מבטיחה עמידות מבנה לאורך שנים רבות יותר. לפועלים באתר קשה מאוד לבצע טעויות (ואם יש כאלו הן בדרך כלל מתגלות מיד באי התאמות).
מה היא עבודה בפורמט BIM ?
* BIM – Building information modeling – מידול מידע מבני – היא שיטת ניהול מידע שמטרתה לייעל את התכנון והבניה של פרויקטים. בשיטה זו כל המתכננים עובדים על מודל ממוחשב תלת ממדי מאוחד אשר מהווה ייצוג דיגיטלי של מבנה אמיתי. להבדיל משרטוט פשוט המבוסס על קוים וצורות גאומטריות ניטראליות במודל BIM לכל אלמנט בשרטוט ניתן להצמיד שכבות רבות של מידע . במודל זה ניתן גם להגדיר יחסים בין אלמנטים שונים ועל ידי כך לשפר מאוד את תיאום המערכות. בשיטות בניה מתקדמות אך מתבקש לעבוד במודל BIM וכך לשפר את המעבר מתכנון ליצור ולביצוע.
בניה מתועשת מתקדמת : זה ירוק ומועיל יותר!
- כחלק מאפיון חתכי המבנה ניתן לבחור מגוון חומרים איכותיים ובעלי תווי תקן ירוקים – אפשר להעזר במאגר החומרים הירוקים של SID
- בנייה בעלת ערכים סביבתיים תוך הפחתת כמות חומר ומזעור פחת ופסולת באתר
- ניקיון האתר תנאי לבריאות ובטיחות הבנאים
מאפיינים אלו של השיטות המתקדמות זוכים גם להכרה בתקן בניה ירוקה (ת"י 5281). להלן רשימה של מספר סעיפים עיקריים בעלי פוטנציאל להשגת ניקוד לבנייה ירוקה בפרויקט העושה שימוש בשיטות וחומרי בנייה מתקדמים וירוקים יותר*:
| סעיף בתקן | תיאור | אפשרות ניקוד |
| 1.1.4 | דירוג אנרגטי – שיפור הביצועים האנרגטיים של המבנה | שילוב חתכי קיר ואלמנטי מבנה בעלי איכות תרמית משופרת, הודות לשליטה מלאה בחתך הקיר. דבר היכול לשפר את הדירוג האנרגטי של המבנה. |
| פרק 4 | פרק החומרים – חומרי הגלם מהם נבנה המבנה מחזיקים באישורים שונים היכולים לזכות בניקוד לבנייה ירוקה (תלוי מוצר) | כגון: חומרים שפגיעתם בסביבה פחותה (כגון תו ירוק), חומרים ממוחזרים, מקור אחראי, דוח LCA. |
| 4.7 | חיפויים שאינם מאבן טבעית | סיוע במענה לדרישות הסעיף, שיטות חדשות עושות שימוש בחומרים ומוצרים מלאכותיים וחוסכות את הצורך בשימוש באבן טבעית ממחצבים. |
| 5.2 | איכות אוויר פנים מבנית ומניעת קרינה מרכיבי בניין (ת"י 5098) | שילוב מוצרים וחומרים מתקדמים שאינם עשויים בטון, אינם פולטים קרינה רדיואקטבית וכן בעלי אישורים שאינם פולטים תרכובות אורגניות נדיפות לאוויר (תרכובות המסכנות את בריאות השוהים במבנה (VOC’s)). |
| 9.1 | חדשנות | שימוש בשיטות בנייה חדשניות ויעילות החוסכות משאבים ומשפרות את איכות המבנה יכולות לזכות בניקוד לבנייה ירוקה מעצם חדשנות השיטה. |
*הערה: ההכרה בכלל הניקוד היא תלויית פרויקט, השיטה והחומרים שעושים בהם שימוש בפועל. הבקשה לניקוד תוגש על ידי יועץ בנייה ירוקה ומתן הניקוד בפועל כפוף לשיקול דעת בודק מכון ההתעדה לתקינה ירוקה, הטבלה הנ"ל הינה המלצה והצגת פוטנציאל בלבד.
אחד היתרונות של בניה מתקדמת היא האפשרות לבחור חומרי בניה המיוצרים תחת רגולציה בין לאומית שכיום מחייבת הקפדה על בנייה ירוקה ועמידה ברגולציה סביבתית. בחירה בחומרים ירוקים מבטיחה שאלו גם מיוצרים בתנאי יצור שאינם פוגעים בסביבה וגם מכילים מעט מאוד או שאינם מכילים כלל חומרים רעילים שיכולים לפגוע בבריאותנו. חומרים ירוקים כיום אינם בהכרח יקרים יותר מחומרים אחרים וקיים מצאי גדול שלהם גם בישראל, להלן קישור למאגר הירוק של SID. כל שנדרש מהמזמין הוא להגדיר דרישות ספציפיות לחומרים עם תווי תקן ירוקים בעת היציאה למכרז קבלנים.
בנוסף לכך, אלמנטים מתועשים מגיעים להרכבה באתר, רב המערכות משולבות לקיר בהרכבה יבשה כך שאין צורך בחיתוך באתר, שבירה חציבה ועוד תהליכים מיושנים היוצרים כמויות גדולות של פסולת בניין. מפעל המייצר וחותך חומרי עושה זאת תוך תכנון וניצול מקסימלי של החומר תוך מחזור שאריות מפס הייצור, באתר בנייה, שאריות כמעט תמיד יושלכו כפסולת ולא ייעשה בהן שימוש חוזר.
באופן כללי ניתן לראות כי אתר בנייה העושה שימוש בטכנולוגיות מתקדמות, יהיה תמיד נקי, יבש ומאורגן יותר. כל אלו משפיעים על איכות העבודה באתר. נוסף לכך, מחקרים מראים כי באתרים שנבנים בשיטות מתקדמות, בטיחות העובדים עולה וכמות התאונות פוחתת בהתאמה.
בחירת שיטת בניה בתהליך רציונאלי
המונח 'שיטות בניה מתקדמות' הוא שם כולל למגוון גדול מאוד של טכנולוגיות של יצרנים שונים וחומרים מגוונים. הבחירה בשיטת בניית שלד וחומרי גמר צריכה להתבסס על, דרישות הלקוח, ייעוד המבנה והגדרות עמידות ואיכות תקנית. אך אין ספק שגם לתחושות, צרכים, רצונות והעדפות אישיות (במיוחד בבניה פרטית) יש מקום מרכזי בשיקולי קבלת ההחלטות.
כאשר מדובר בבניית פרויקט גדול או בית מגורים, מדובר בהוצאה גדולה מאוד ומחיר הטעות גדל. לכן, החשש משיטות בניה פחות מוכרות הינו מובן. לכך מצטרפים גם הנטייה האנושית להעדיף את המוכר ו'ללכת עם הזרם' ואם לא די בכך, בתחום זה של שיטות בניה אלטרנטיביות וקלות יותר, פועלות גם חברות שמציעות מוצר זול ונחות שהוציאו שם רע ל'בניה קלה'. למרות כל זאת, פרויקטים רבים שכבר בוצעו בישראל בשיטות מתקדמות מראים כי ניתן לבנות מתקדם, מהר, נקי ואיכותי.
תרשים זרימה לקבלת החלטות לבחירת שיטת בנייה לבית פרטי
להלן תרשים זרימה לסיוע בבחירת שיטת הבנייה המתאימה ביותר לבית פרטי בהתאם לדרישותיכם. אנחנו ממליצים לשמור על "ראש פתוח", ולבחון מה האיכויות והתכונות שחשובות לך בפרויקט:
תכנון מוקפד ומפורט לפני תחילת בניה – חסכון אדיר בזמן כסף ועוגמת נפש
שיטות בניה מתועשות ומתקדמות פחות 'סלחניות' משיטות הבניה המקובלות בשוק הישראלי.
כלומר, ה-'חיסרון' הוא שלא ניתן להעלים טעיות על ידי סתימת חורים בקיר בטיט ומריחת טיח. תכונה זו דורשת מהמתכננים והקבלנים רמה גבוהה יותר מהמקובל של ירידה לפרטים במעבר מאדריכלות לתכנון-ביצוע. זאת ועוד תהליכי הבניה בשיטות מתקדמות הם כה מהירים כך שלמעשה אין זמן לקבלת החלטות במהלך הבנייה. התמורה לתכנון קפדני וקבלת החלטות מראש הוא שקט נפשי וקרוב לאפס תוספות מעבר לתקציב שנקבע. תכנון לביצוע נכון לשיטות מתקדמות צריך להגדיר מראש את הנושאים הבאים:
- בחירת חתך הקיר והגג כולל חומרי המעטפת הבידוד האיטום ושכבות הגמר תבטיח מבנה איכותי ועמיד לשנים רבות. כל הפרטים לביצוע יגיעו מהמפעל בהתאם ולמרכיבים באתר לא תהיה אפשרות לאלתר.
- יש למקם ולתאם מראש מעברי צנרת ואביזרים בשלד במודל תלת ממד… התאמת כל רכיבי המבנה עוד בטרם הוא יורד לקו היצור מאפרת הכנות מראש וכאשר חלקי המבנה מגיעים לאתר, הם מוכנים להרכבה והעברת צנרות ולמעשה לא נדרשים כמעט חיתוכים או התאמות באתר
- יצירת מפרט חומרי גמר סופי תוך התאמת כלל החומרים אלו לאלו. בדרך זו הגמר מתומחר מראש ואין הפתעות, אין אי התאמות בין ריכיבים ולקבלן המבצע יש הנחיות יצרן ברורות לאופן היישום של החומר. הקפדה על התכנון, היצור וההרכבה כל פי הוראות היצרן מבטיחה מינימום תקלות ותשפר סיכוי שהיצרנים יתנו אחריות למוצר במקרה של תקלה.
- בחירת חלונות ודלתות ותיאום מידות מדויק בין מידות הפתחים בשלד לחלון/דלת. הדיוק של חלק מהשיטות המתועשות מאפשר לעיתים הזמנה מראש של הדלתות והחלונות וכך זמני הביצוע מתקצרים.
- רצוי מאוד לבצע כל החלטות הרכש של מזגנים, מטבחים, אביזרי חשמל, תאורה וכו' עוד שיהיו בשלב התכנון לפני הביצוע. התוצאה היא תהליך בניה מתוכנן, שקט ורגוע תוך מזעור הפתעות והפחתת סיכוי לחריגות תקציב
פרמטרים להשוואת העלויות של מרכיבי שלד המבנה בשיטות השונות*:
הנסיון מראה כי, בשקלול עלויות ישירות ועקיפות של כלל הפרויקט, בנייה בשיטות מתקדמות לא יקרה יותר ובמרבית המקרים אף זולה יותר!
בבדיקת עלויות ישירות יתכן כי שיטות הבנייה המתקדמות ייראו מעט יקרות יותר. אולם, כידוע, בתחום הבנייה פעמים רבות יש אי ודאות גדולה במהלך הבנייה, שיטות מתקדמות מפחיתות אי ודאות זו, משפרות את מהירות הביצוע והדיוק ובכך חוסכות זמן וטעויות ולמעשה מצמצמות את העלויות העקיפות (כמו הפחתת הצורך בתיקון ליקויים והימנעות מחזרות על עבודה).
עלות מערכות הגמר דומה בכל שיטות הבנייה (כגון עלות ריצוף צבע, מערכת מיזוג, כלים סניטריים, תאורה, חלונות ועוד). כך שההבדל בעלויות הישירות מתבטא במבנה של חתך השלד וכמות כוח האדם והעבודה הדרושה, להן עיקרי מרכיבי החתכים שיש לקחת בחשבון:
שיטת בנייה: | בטון ובלוקים | שלד פלדה דקת דופן | שלד פלדה כבד מוכן מראש במפעל | ICF כדוגמת איקונקס |
שלד | · עמודים וקורות בטון + בלוקים בינהם· שלד רציף ביציקת בטון | · מוטות פלדה דקת דופן | · קורות ועמודי פלדה עבהלעיתים בשילוב לוחות בטון מתועשים דרוכים לתקרות | · יציקות בטון רציפות בכל המעטפת בתוך תבניות פוליסטירן מתועשות |
בידוד תרמי | · הדבקת לוח בידוד פנימי או חיצוני· טיח תרמי חוץ ופנים | · צמר מנראלי (צמ"ז /צמ"ס) · לוחות חיפוי מבודדים· בידוד נפחי כדוגמת בטון תרמי | · צמר מנראלי· (צמ"ז /צמ"ס) | · פוליסטירן (קלקר) מובנה כחלק מתבנית היציקה |
חומרים קיר חוץ וגמר | · טיח חוץ וגמר· אבן/לוחות חיפוי בשיטה רטובה או היבשה | · לוח דק עמיד למים (כגון פייבר צמנט, גבס חוץ) | · לוח דק עמיד למים (כגון פייבר צמנט, גבס חוץ) | · טיח דק המעניק הגנת חיפוי בשיטה היבשה |
מעטפת וגמר פנים | · טיח, שפכטל וצבע | · לוח גבס+ שפכטל וצבע· לוח טבעי + שפכטל וצבע | · לוח גבס+ שפכטל וצבע | · לוח גבס+ שפכטל וצבע |
כוח אדם | · פועלים מקצועיים רבים:ברזלן, טפסנות, בנאי בלוקים, טייח, בנאי אבן | · פועלים פשוטים | · פועלים להרכבה באתר | · הנחת התבניות ומוטות הפלדה: פועלים פשוטים |
סיכום - השוואת שיטות בנייה מתקדמות לבניית בטון טיפוסי :
