l. TECHNOLOGIA PRODUKCJI BUDOWLANEJ I ZASADY PROJEKTOWANIA PROCESÓW BUDOWLANYCH
1.1. Pojęcie technologii i jej geneza
Technologia jest to nauka o metodach wytwarzania, tj. procesach, których celem jest obróbka i przeróbka materiałów i półwyrobów na gotowe wyroby (produkty). W rozszerzonym ujęciu technologia jest nauką o metodach przetwarzania efektywnego surowców i materiałów w celu wytwarzania wyrobów (półfabrykatów, prefabrykatów elementów konstrukcji lub gotowych wytworów) o określonych walorach użytkowych ora2 o stosowanych do tego celu środkach. Technologia jest więc nauką zajmującą się danyrr rodzajem produkcji. W zależności od wytworów produkcji rozróżniamy technologie przemysłowe, powszechne, zawansowane technicznie (high tech.), technologii innowacyjne (prototypy, produkty wzorcowe).
Pojęcie technologii powstało w końcu XVIII w. i obejmowało wskazówki co dc sposobów przetwarzania surowców i materiałów w produkty. W miarę rozwoji wielko seryjnej produkcji przemysłowej pojęcie technologii objęło dziedzinę nauki dotyczące głównie zjawisk mechanicznych lub chemicznych, występujących w procesach obróbk materiałów (obróbka mechaniczna, obróbka chemiczna). Obecnie w produkcji przemysłowej w szczególności w przemyśle budowy maszyn, pojęcie technologii produkcji oznacz;
zjawiska związane z obróbką materiałów w procesie wytwarzania wyrobu wraz z łączenien (montażem) elementów w gotowy wyrób.
Tak więc proces technologiczny obejmuje podstawowe działania procesu wytwarzani. wyrobu (tj. procesu produkcyjnego).
W budownictwie pojęcie technologii produkcji początkowo odnoszono głównie do tzw. produkcji podstawowej, tj. robót budowlanych wykonywanych na placu budowy-; w okresie późniejszym objęło także produkcję elementów i wyrobów. Zostało ano w tej postaci włączone- do programów nauczania wydziałów budowlanych średnich i wyższych szkół technicznych.
1.2. Ogólny podział produkcji w budownictwie
W sensie formalnym produkcja budowlana dzielona jest na podstawową, obejmującą procesy wykonywane na terenie placu budowy i wznoszonego obiektu; oraz pomocniczą i usługową, obejmującą procesy wykonywane w zapleczu technicznym budownictwa. Podział ten podyktowany jest względami organizacyjnym, w szczególności założeniem, że podstawowym celem działalności .przedsiębiorstwa jest realizacja budynków na placu budowy, chociaż w budownictwie uprzemysłowionym wytwarzanie . elementów, tj. części konstrukcji wznoszonego obiektu oraz półfabrykatów odbywa się właśnie w zakładach zaplecza produkcyjnego budownictwa. Ogólnie można powiedzieć, że produkcja budowlana obejmuje pełne, kompleksowe procesy dotyczące wytwarzania:
- materiałów budowlanych,
- półfabrykatów,
- różnego rodzaju wyrobów budowlanych,
-elementów
- konstrukcji budowlanej;
- obiektów budowlanych (przez wykonywanie procesów budowlanych w obiekcie):
1.3. Pojecie procesu produkcyjnego i technologicznego
Przebieg wszystkich czynności związanych z produkcją danego wyrobu nazywamy
procesem produkcyjnym.
Proces technologiczny jest to część procesu produkcyjnego, obejmująca jego
podstawowe czynności związane bezpośrednio z obróbką materiałów i pół wyrobów-' oraz
łączeniem (montażem) części i elementów w większą całość. Proces technologiczny jest
częścią procesu produkcyjnego.
Procesy technologiczne doprowadzają do uzyskania określonych produktów w wyniku przeprowadzenia zmian składu chemicznego, struktury, własności fizycznych, kształtu lub wyglądu albo łączenia (montażu) części i elementów w odpowiednie, wymagane przedmioty:
użytkowe.
Proces technologiczny, często identyfikuje się z procesem produkcyjnym; tymczasem proces technologiczny obejmuje tylko niektóre, podstawowe czynności wchodzące w skład procesu produkcyjnego, związane głównie z bezpośrednią obróbką materiałów i łączeniem (montażem) części lub elementów w większą całość. Proces technologiczny stanowi więc część (zasadniczą) procesu produkcyjnego. Czynności transportowe obejmujące przewóz materiałów lub półwyrobów (części, elementów) z jednego zakładu lub wydziału do drugiego (tzw. transport zewnętrzny, daleki) nie wchodzą w skład procesu technologicznego produkcji budowlanej; transport ten ma swoją odrębną technologię. Transport związany z przemieszczeniem materiałów lub półwyrobów w obrębie miejsca produkcji (tzw. transport wewnętrzny, bliski); występujący w procesie obróbki lub łączenia (montażu) części,. traktowany jest jako transport technologiczny, wchodzący w skład procesie techno lo g icznego.
1. Z czynności związanych z dostawą i magazynowaniem surowców budowlanych
2. Czynnościami pomocniczymi, porządkowymi i przygotowawczymi
3. Procesu technologicznego obróbki materiałów i półproduktów
4. Czynności pomocnicze i uzupełniające (związane np. ze składowaniem)
5. Transport zewnętrzny wyrobu lub półproduktu
6. Proces technologiczny montażu w większe zespoły
7. Czynności uzupełniające
Proponuje się przyjąć, że w pojęciu "technologia" zawarte są wszelkie zjawiska występujące przy działaniach technologicznych procesu produkcyjnego. Czynnikami wymuszającymi procesu produkcyjnego są: człowiek (siła robocza);( materiały ew. urowce), maszyny; urządzenia i narzędzia pracy oraz sposób wytwarzania.
Proces technologiczny w produkcji budowlanej
Materiały
r
Człowiek
Sposób wytwarzania
Maszyny
Rys. 1.1. Czynniki sprawcze (wymuszenia) procesu technologicznego
Technologia produkcji budowlanej jest to nauka o procesach związanych z wytwarzaniem materiałów i wyrobów budowlanych (półfabrykatów, prefabrykatów) oraz ich wbudowaniem w konstrukcję obiektu budowlanego lub z montażem części i elementów-: konstrukcji budowlanych i wykończeniem obiektu.
1.4. Elementy składowe procesu technologicznego
Podstawowymi elementami składowymi procesu technologicznego są operacje; które dzieli się na zabiegi.
Operacją nazywa się zamkniętą część procesu technologicznego, obejmującą całokształt czynności wykonywanych w sposób ciągły na określonym przedmiocie, na jednym stanowisku produkcyjnym, przez jednego robotnika, zespól lub brygadę roboczą albo przez maszynę lub agregat wytwórczy (operacja stanowi więc jedność czterech elementów: przedmiotu, czasu, .przestrzeni i wykonawcy).
Zabiegiem nazywa .się zamkniętą część, operacji, przy której następuje zmiana kształtu,
wymiarów, własności lub stanu fizycznego obrabianego elementu lub materiału; albo - w procesie montażu - zamkniętą część operacji wykonaną w jednym ściśle określonym miejsci połączenia, za po mocą jednego narzędzia (maszyny).
Pomocniczymi elementami składowymi procesu technologicznego są: przejścia stanowiące elementarną część zabiegu, czynności, stanowiące część operacji lub zabiegu ruchy robocze i ruchy elementarne, stanowiące najmniejszy składnik czynności.
Na przykład w skład procesu technologicznego wejdą mn. Operacje.
- produkcja mieszanki betonowej,
- transport mieszanki betonowej,
- zagęszczanie mieszanki betonowej itp.;
1 skład operacji "produkcja mieszanki betonowej" wejdą zabiegi:
działanie mieszalnika, działanie kosza wsypowego
działanie dozowników;
i skład zabiegu "działanie mieszalnika" wejdą przejścia:
uruchomienie obrotów mieszalnika, ruch obrotowy mieszalnika, zatrzymanie obrotów mieszalnika;
/ skład przejścia "ruch obrotowy mieszalnika" wejdą czynności:
załadowanie mieszalnika,
- mieszanie suchych składników,
-dodanie wody,
- opróżnienie mieszalnika;
v skład poszczególnych czynności wejdą ruchy robocze:
- włączenie dźwigni uruchomienia obrotów mieszalnika,
- otwarcie klapy zamykającej wylot mieszalnika, włączenie dźwigni zatrzymania obrotów ;p.
1.5. Technologiczność konstrukcji wyrobu
Równocześnie jest ważnym pojęcie technologiczności konstrukcji wyrobu ujmujące wymagania stawiane konstrukcjom wyrobu, wynikające z potrzeb technologii produkcji. O możliwości bowiem zastosowania odpowiednich metod technologicznych W nowoczesnej produkcji i, osiągnięcia, założonej jakości wyrobu decyduje w poważnej mierze rozwiązanie techniczno-konstrukcyjne tego wyrobu.
Technologiczność konstrukcji wyrobu jest to zespół cech konstrukcyjnych wyrobu, umożliwiających zastosowanie najbardziej ekonomicznego i zapewniającego dobrą jakość procesuj wytwarzania wszystkich elementów składowych i montażu gotowego wyrobu.
W ocenach technologiczności są brane pod uwagę następujące wymagania:
1. Przystosowania do minimalizacji nakładów pracy żywej
2. Wykorzystanie możliwości mechanizacji procesów roboczych
3. Stopień automatyzacji procesów wytwarzania prefabrykatów i elementów
4. Dogodność w efektywnym wykorzystaniu środków i urządzeń transportowych
5. Przystosowanie do oszczędnego zużycia energii (niskie wskaźniki)
6. Efektywne wykorzystanie kwalifikacji zawodowych robotników
7. Zapewnienie bezpieczeństwa konstrukcji w trakcie wznoszenia i realizacji
8. Przystosowanie do zmiennych warunków atmosferycznych
9. Przystosowanie do szybkiej realizacji i krótkich cykli robót
10. Uwzględnienia bezpieczeństwa i ergonomicznych warunków pracy
11. Dogodność w zapewnieniu wysokiej jakości robót.
Są to wymagania, które proponuje się uwzględnić w formułowaniu kryteriów technologiczności rozwiązań budowlanych. Będzie to omawiane w dalszych wykładach.
1.6. Uwarunkowania technologiczno-organizacyjne procesu produkcyjnego
Proces pracy lub proces produkcyjny ma miejsce wtedy, gdy jego wykonawcy, stosując odpowiednie metody i posiłkując się odpowiednimi zasobami produkcji, doprowadzają do wytworzenia żądanych produktów. Na technologię produkcji oddziałują też konkretne czynniki środowiska pracy; muszą być one rozeznane i uwzględnione w procesie technologicznym Prawidłowa technologia zależy również od właściwej organizacji pracy przyjętej w procesie produkcyjnym - ciąży to na bezpośrednim wykonawcy procesu produkcyjnego. Muszą być uwzględnione wymagania, jakie stawia odbiorca produktu w odniesieniu do cech użytkowych; funkcjonalnych, wytrzymałościowych, jakościowych . i innych. W razie niespełnienia tych wymagań w procesie produkcyjnym może zajść konieczność korekty technologii lub - co ma znaczenie przy produkcji seryjnej - korekta rozwiązania technicznego produkowanego wyrobu.
1.7. Rola technologii w uprzemysłowionej produkcji budowlanej
Technologię należy uznać za czynnik kształtujący w sposób twórczy i inspirujący postęp techniczny w produkcji przemysłowej. Ma to szczególne znaczenie we współczesnej uprzemysłowionej produkcji budowlanej. W produkcji tej bowiem istotnym zadaniem jest stworzenie systemu przemysłowej produkcji zunifikowanych, masowo v używanych wyrobów, przystosowanych do wykonywania, z nich obiektów budowlanych metodami w wysokim stopniu zmechanizowanymi. W systemie tym niezbędne jest operowanie odpowiednio przystosowanymi do tego składnikami procesu technologicznego, tj.:
- siłą roboczą, zdolną do opanowania nowoczesnych metod produkcji i właściwego operowania narzędziami pracy (maszyny, urządzenia),
- odpowiednimi materiałami,
- efektywnymi metodami obróbki materiałów i łączenia części i elementów,.
-odpowiednimi maszynami ż urządzeniami zapewniającymi efektywną i dobrą jakościowo produkcję.
Rolę, technologii w kształtowaniu omawianego systemu wyrobów w budownictwie przedstawia w sposób syntetyczny w tablicy 1.1.
1.8. Projektowanie procesów podstawowej produkcji budowlanej
1.8.1. Rodzaje budownictwa i obiektów budowlanych Rodzajowo -produkcja budowlana związana jest z realizacją budownictwa ogólnego produkcyjnego i usługowego {tj. przemysłowego), inżynieryjnego (lądowego i wodnego) oraz specjalnego. Budownictwo i rodzaje obiektów budowlanych można sklasyfikować wg różnych kryteriów .podziału, np. kryteriów ogólnych, materiałowych, konstrukcyjnych, technologicznych, ekonomicznych i przeznaczenia użytkowego (tabl. 1-2).
Tablica 1.1. Systemowe ujęcie pola technologii jako systemu wytwarzania wyrobów
Stopień uprzemysłowienia produkcji
Procesy technologiczne
Systemy maszyn
Zdolności wytwórcze
Systemy wyrobów
Automatyzacja, masowe wytwarzanie mater. budowl.
Wstępna obróbka wysokotermiczna
Maszyny dla jednakowych asortymentów wyrobów
Kompletne, automatyzowane maszyny
Surowce Tworzywa Półwyroby Półfabrykaty
Mieszanie surowców w różnym stanie skupienia
Maszyny do transportu materiałów mieszanych
Urządzenia i jednostki transportu
Prefabrykacja elementów konstrukcyjnych. Budowlanych, i zestawów budowlanych
Wytwarzanie elementów konstrukcji
Systemy maszyn wytwarzania elem. konstr.
Zautomatyzowan e mechanizmy
Elementy konstrukcyjne
Prefabrykacji Prefabrykacja Otwarta
Zamknięte systemy maszyn
Linie technologiczne
Elementy budowlane
Prefabrykacja Z montażem
Częściowe - prefabrykacji -wstępnego montażu
Zestawy budowlane
Seryjne wytwarzanie części budowli
...
wait_and_bleed