בנייה מסורתית או בנייה מתקדמת?

גוטמן מהנדסים: כל מה שרצית לדעת על קונסטרוקציה ולא ידעת מה לשאול

בעולם נהוגות שיטות בניה רבות ומגוונות. את שיטות הבניה הנפוצות בארץ ניתן לחלק לשתי קטגוריות עיקריות:
בנייה מסורתית
בנייה מתקדמת.

בנייה מסורתית כאן בארץ – להבדיל ממדינות עם אקלים שונה בהן ההגדרה לבניה מסורתית שונה, כמו בנייה בעץ בהרבה מדינות עם אקלים קר – מתייחסת בנייה מסורתית לבניית שלד מבטון מזוין וקירות בלוקים לסוגיהם השונים. בטון מזוין הוא למעשה מוטות פלדה שמסביבם יוצקים בטון העשוי מצמנט, אגרגטים ומוספים שונים. מידת זיון הבטון, כלומר ההחלטה כמה פלדה נדרשת וכמה שימוש בבטון לאלמנטים השונים נקבעת על ידי מהנדס קונסטרוקציה לאחר בדיקה של חישובי המבנה וצרכיו.

בשיטת בנייה מסורתית, משתמשים גם בבניית מרכבים מוגנים. גם בפרויקטים של בנייה רוויה או בנייה לגובה, מקובל בארץ להשתמש בשיטה של בנייה מסורתית מאחר והצמנט והאגרגטים נחשבים חומר מקומי. בנוסף, השימוש בבטון מקנה עמידות גבוהה באקלים הישראלי המאתגר.

בנייה מתקדמת

בנייה מתקדמת או כפי שלפעמים מכנים אותה: בנייה חכמה, מתייחסת למגוון סוגי בנייה. לא מדובר במוצר או תוצר בנייה מסוג אחד, אלה במגוון דרכים וחומרים שביסודם מתייחסים לתכנון המבנה ו"תפירתו". שיטות אלו מתאפיינות בכך שחלק משמעותי מאלמנטי המבנה  נבנים מראש במפעל ומוקמת בשטח הלקוח.

כלומר בנייה מתקדמת יכולה גם לעשות שימוש בבטון, אך היא ברובה מתייחסת לבנייה שרב חלקיה נבנים מראש בצורה מתממשקת אחד לשני ומתחברת במהירות בשטח המיועד למבנה. בנייה מתקדמת מקושרת לרוב עם מבני פלדה דקת דופן ושילוב של אלמנטי פלדה מסיבים במקרה הצורך. בנוסף לשלד המבנה: יסודות, רצפות, עמודים, ותקרות, סוגים שונים של בנייה מתקדמת מציעים מגוון פתרונות לקירות עם רמות בידוד שונות בהתאם לייעוד המבנה כגון לוחות צמנט, פולימרים, לוחות גבס עם צפויים, בריקים מותאמים ועוד.

מי אחראי לאיכות של קונסטרוקציית מבנים?

האחראי על שלד המבנה ותכניות הקונסטרוקציה לביצוע הקבלן בשטח הוא קונסטרוקטור. גם בבנייה המסורתית וגם בפרויקטים של בנייה מתקדמת. תפקידו של קונסטרוקטור לתכנן את המבנה כך שהיה מסוגל לשאת את העומסים השימושיים המתאימים לייעודו לפי התקנים והתקנות. תכניות הקונסטרוקציה מתייחסות ומציגות את שיטת הבניה שנבחרה.

כשמדובר בשלד  המשלב שיטות בנייה שונות, למשל שילוב של בטון מזוין ופלדה, יהיה זה תפקידו של קונסטרוקטור להציג בתוכניות פרטים מדויקים של אלמנטי הפלדה , אופן החיבורים: ברגים, ריתוך, עוגנים כימים ומכנים ועוד כמו גם הנחיות ושלבים לביצוע בזמן הקמת שלד המבנה.

קונסטרוקטור ויועץ ביסוס יתאימו למבנה את היסודות, סוג, גודל, ועומק ,דיפון חפירה במידת הצורך, לפי תקן ביסוס מבנים (בארץ לפי תקן ישראל 940) בשאיפה לבניית מסגרת מבנה מושלמת.
קונסטרוקטורים קפדנים משלבים בתוכניות את צרכי היועצים השונים בהתאם למגבלות החלות על התכנון: שימוש, מיקום, תנאי שטח ועמידה בתקנים לפי התחומים השונים

ייעוד המבנה נלקח בחשבון כפקטור תכנוני ראשוני המתייחס לעומסים במבנה: עומס סטאטי, משקל עצמי ועומס שימושי. לדוגמא, מבנה המשמש ספרייה מחושב לפי עומס  שימושי של 750  ק"ג למטר רבוע ואילו מבני מגורים מחושבים לפי עומס שימוש של 150  ק"ג למטר רבוע  בעוד אולמות שמחות וריקודים מחושבות לפי 500 ק"ג למטר רבוע (לפי תקן ישראל 412). בנוסף לעומסים אלה, תפקידו של קונסטרוקטור להתייחס בתכנון קונסטרוקציה לעמידות המבנה לרעידות אדמה, רוח, שלג ועוד.

מה היא קונסטרוקצית פלדה?

קונסטרוקציית פלדה או מבנה פלדה = מבנה מתכת אשר עשוי בעיקר מרכיבי פלדה* עם שימוש מועט בבטון. האלמנטים מפלדה מחוברים זה לזה באופן המאפשר למבנה לשאת עומסים ולספק יציבות מלאה למבנה, וזאת בזכות דרגת החוזק, הגמישות הגבוהה של הפלדה ועמידותה לאורך זמן. את האלמנטים העשויים פלדה מצפים בחומרים שונים על מנת להעניק לפלדה עמידות לאורך זמן, חשיפה לתנאים סביבתיים שוני והגנה מפני אש. שלדי פלדה הינם פתרון אמין, מהיר ונוח המאפשר יצירת מפתחים גדולים. שלדים אלו מתאפיינים בגמישות רבה יחסית לשלדי בטון מזויין ומאפשרים עמידות גבוהה לרעידות אדמה.

אחת הסיבות לכך שהשימוש בשלדי פלדה פחות נפוץ בארץ מאשר בארצות הברית לדוגמא בה מקובל יותר לבנות את שלדי המבנים מפלדה או מעץ, היא משום שבנייה בארץ עם פלדה יקרה יותר מבניה מבטון מזויין. עלות מוטות פלדה כחומר גלם מול השימוש במוטות זיון לבטון יקרה יותר.
האמת?
זאת הנחה לא ממש מדוייקת.
מאחר ובכל תכנון, הירידה לפרטים היא המשמעותית, ובכל מקרה הכל תלוי בפרוייקט הספציפי. 
ישנם מקרים בהם הבחירה במבנה פלדה עדיף מבחינת השימוש בחומר ועלויות הביצוע, כמו למשל במקרים בהם נדרשים מפתחים גדולים כמו בהקמת מבני תעשיה, בתי אריזה ורפתות, ובמקרים בהם אילוצי השטח והמיקום גורמים לכדאיות השימוש באלמנטי פלדה מול השימוש ביציקות בטון.

תכנון מבני פלדה

על אף שהשימוש בפלדה בלבד פחות נפוץ בארץ, בשני תחומי בניה נצפית עלייה בשימוש בקונסטרוקציות פלדה,  הן בתחום הבניה הפרטית והן בתחום הבניה התעשייתית.
בנייה בפלדה נעשית היום כמעט בכל מבנה תעשייתי גדול:
בניין רב קומות
מרלו"גים
מבני מערכות ותמיכה בציוד
מבני תשתיות
גשרים
מסופי שדה תעופה
מפעל תעשייתי כבד
מתלה צינורות ועוד.
אחת הסיבות לכך שבפרוקייטים של מבני תעשייה בוחרים בשיטת בניה מתקדמת היא אלמנט הזמן. שיטת בנייה מתקדמת מהירה משמעותית לביצוע מאשר בנייה המשלבת יציקות בטון ביצירת שלד המבנה, אשר מצריכה זמני המתנה מדויקים לאורך שלבי הבניה השונים לצרכי התקשות הבטון. בניה מתקדמת  מאפשרת לתכנן ולייצר את המבנה כמעט בשלמותו בתנאי מפעל ולשנע את האלמנטים השונים של השלד לשטח ההקמה.

בבנייה הפרטית נכרת מגמה ברורה של התרחבות בפרוקייטים של בניה מתקדמת, כשאחת הסיבות לכך היא החיסכון בזמן הבניה בשטח. בנייה מתקדמת נחשבת לנקייה יותר ומאפשרת התקנת מערכות וחשמל בצורה נוחה יותר וגמישה יותר לשינויים להבדיל מבניית שלד מבטון מזויין בלוקים, שלאחר שמסיימים לבנות את השלד מתחילים לשבור בלוקים ולחרוץ בבטון לצורך הכנסת החשמל והמים והמערכות השונות בתוך הקירות העמודים והתקרות.
תהליכי התכנון בפרוייקט בנייה מתקדמת כוללים התייחסות לשימוש המבנה על מנת להתאים את צרכיו השונים. במקרים של מבני אכסנה גם בסדרי גודל גדולים, בנייה קלה יכולה להיות הבחירה המיטבית ללקוח – תלוי בתכנון ובהמלצות הקונסטרוקטור.

למה חשוב לתת את הדעת על קונסטרוקצית מבנים?

משיקולי קיימות, או איכות הסביבה אין תשובה חד משמעית לאיזה סוג מבנה עדיף – נכון שבשיטות המתקדמות יש יתרון משמעותי מבחינת בידוד המבנה והצורך בחימום או קירור- אך מבחינת הזיהום הנוצר מעיבוד חומרי הגלם ושינועם התשובה אינה חד משמעית. אמנם פלדה עצמה היא בעלת 100% יכולת מחזור ולמעשה ברובה – 60% ממנה מגיעה ממחזור פלדה מתעשיית הרכב, אך יש לקח בחשבון גם את שאר החומרים שנכנסים למבנה, בייחוד חומרי הציפוי המילוי והבידוד.