Hoe lang duurt het om een lichtstaalconstructie-werkplaats te bouwen?

Standaard tijdschema voor werkplaats met lichte staalconstructie (ontwerp tot oplevering)

Bij het ontwerpen en bouwen van een typische werkplaats met lichte staalconstructie bedraagt de totale duur van begin tot einde over het algemeen 6 tot 12 weken, afhankelijk van de omvang en complexiteit. De tijdspannes voor de drie belangrijkste werkfasen volgens de branche-standaarden zijn als volgt:

- Fase 1: Ontwerp en vergunningen – 2 tot 4 weken

- Fase 2: Fabricage buiten de bouwplaats – 4 tot 8 weken

- Fase 3: Montage en afwerking op de bouwplaats – 2 tot 5 weken

De traditionele bouwmethoden met tijdrovende werkstromen, precisie en boutverbindingen staan tegenover ontwerpen die parallelle werkstromen en fabrieksgebonden constructie buiten de bouwplaats mogelijk maken, wat resulteert in een gebouw dat strategisch wordt voltooid vóór het einde van het bouwcontract.

De drie kritieke fasen van lichtstaalconstructie bestaan uit een nauw gecoördineerde reeks fasen met duidelijk omschreven resultaten en tijdsverwachtingen die de planning van de bouwactiviteiten centraal stellen. Deze verwachtingen stellen gebouweigenaars in staat om gecoördineerde strategieën op te stellen voor alle betrokken partijen.

Voor-bouwfase: Ontwerp, engineering en vergunningverlening

Tijdens deze fase worden de functionele eisen van het gebouw omgezet in een goedgekeurde, bouwbare documentatie voor de constructie van een gebouw. Deze fase begint met de toepassing van structurele techniek (belasting, doorbuiging en verstijving) om te voldoen aan ASCE 7 en de bepalingen van lokale bouwvoorschriften. Het ontwerpteam stelt parallel hieraan bouwtekeningen op die ankerbouten, dakhellingshoek en details van structurele verbindingen specificeren. Na afronding van de ontwerpfase worden bouwvergunningen ingediend bij lokale of regionale autoriteiten. Hoewel de vergunningsprocedure 2 tot 4 weken kan duren, is het belangrijk op te merken dat deze fase de grenzen vaststelt voor de bouwfase, inclusief de fabricage- en montageprocessen.

Fabrikatie buiten locatie: productie van lichtstaalcomponenten

De fabricage begint onder gecontroleerde omstandigheden zodra de ontwerpen definitief zijn. Geautomatiseerde CNC-systemen voor ponsen, snijden en robotlassen stellen ons in staat componenten te produceren, waaronder (maar niet beperkt tot) koudgevormde C- en Z-profielen, dakspanten, purlins en girts, met toleranties van ±1 mm. In tegenstelling tot op locatie gelaste opties wordt hierdoor de consistentie van afmetingen en kwaliteit gegarandeerd, en worden vertragingen door ongunstige bouwplaatsomstandigheden voorkomen. De laskwaliteit voldoet aan de AWS D1.3-norm, en dimensionele controles worden op verschillende momenten uitgevoerd voordat de onderdelen worden verpakt. Voor middelgrote werkplaatsen van circa 30 m × 20 m kunnen de beste leveranciers volledig traceerbare, direct montageklare pakketten leveren die slechts 2–3 weken duren om te fabriceren, afhankelijk van de bestelomvang en het automatiseringsniveau van de assemblagelijn.

Montage ter plaatse: fundering, oprichting en afwerking

Fabricage en werkzaamheden op de bouwplaats gebeuren in het gunstigste geval gelijktijdig. Nadat de funderingsvoeten en pijlerfunderingen zijn voltooid, wordt het constructiekader opgericht in de volgorde kolommen, spanten, dakliggers en dwarsverstijvingen. Voor een standaard eenvoudige werkplaats met één verdieping zetten ervaren ploegen, ondersteund door een mobiele kraan, het complete primaire kader binnen 5–10 werkdagen op. De omsluitingssystemen – waaronder sandwichpanelen en isolatiematerialen, evenals deuren – volgen daarna om een weerbestendige afsluiting te realiseren, meestal binnen enkele dagen. De laatste afwerking van de technische installaties (MEP) en het interieur vormt het sluitstuk van deze fase, waardoor de totale aanwezigheid op de bouwplaats tussen de 2 en 5 weken bedraagt; dit is geheel afhankelijk van het weer en de mate waarin de aannemers goed zijn gecoördineerd.

Belangrijke factoren die lichtstaalconstructieprojecten versnellen of vertragen

Ontwerp- en uitvoeringscomplexiteit

De complexiteit van het ontwerp bepaalt de bouwsnelheid en de kosten per vierkante meter. Bijvoorbeeld: volgens rapporten uit Nieuw-Zeeland geldt: „Meerniveausontwerpen, niet-conventionele overspanningen van meer dan 24 m of complexe dakoontwerpen vereisen allemaal aanvullende modellering, peerreview en langere vergunningscycli. Elementen als deze nemen meer tijd in beslag bij de constructieberekening en verhogen de kans op verzoeken om wijzigingen.” In tegenstelling thereto gebruiken lichtstaalbouwpakketten een geïntegreerde aanpak van ontwerp, constructieberekening en architectuur om componenten te produceren die voldoen aan de geldende bouwvoorschriften en gecertificeerd zijn volgens de normen AISC en AISI S240. Deze pakketten vallen waarschijnlijk onder versnelde vergunningsprocedures en elimineren herhaalde goedkeuringen van tekeningen. Dit kan de duur van de pre-bouwfase met 2 tot 3 weken verkorten. Bij overweging van ontwerpveranderingen dient een eigenaar eerst te beoordelen of het functionele doel van de wijzigingen zwaarder weegt dan de mogelijke voordelen die een kant-en-klaar bouwpakket kan bieden op het gebied van prestaties, kosten en tijd.

Externe stressfactoren: weer, arbeid, toeleveringsketens, gereedheid van de locatie

Hoewel het proces van het bouwen van lichtstaalconstructies werknemers minder blootstelt aan weersomstandigheden dan hout- of betonbouw, zijn hout- en staalbouw nog steeds sterk afhankelijk van voorbereiding op de bouwplaats en de fundering, evenals van hijsbewerkingen met een kraan die bijzonder gevoelig zijn voor langdurige regen en wind of extreme koude. Belangrijke activiteiten op het kritieke pad kunnen ook vertraging oplopen door een tekort aan geschoolde vakmensen voor gecertificeerde staaloprichting of gecertificeerde lasseninspectie. De recente volatiliteit in de toeleveringsketens vormt een uitdaging voor de levertijden van speciale coatings of materialen, en van aangepaste hardware voor brandveilige constructies. Daarnaast kan werk op de bouwplaats het bouwproces belemmeren of zelfs stilleggen: onvoorbereid terrein, slechte toegankelijkheid en onopgeloste conflicten rond nutsvoorzieningen kunnen allemaal leiden tot herwerkzaamheden en kostbare vertragingen. Enkele van de instrumenten die worden gebruikt om wijzigingen in de projectomvang te beperken, zijn terreinopnames, gefaseerde inkoopprocessen en bufferdagen in het hoofdbouwplanningsschema. Deze dagen zullen worden ingepland tijdens het bouwseizoen met de grootste volatiliteit.

Betrouwbare methoden om de levertijd van workshops met lichtstaalconstructies te verkorten

Het is mogelijk om bouwplannen voor workshops met lichtstaalconstructies efficiënter in te stellen zonder dat daarbij compromissen hoeven te worden gebracht of kortere weggetjes worden genomen op het gebied van kwaliteit. Tijdwinst kan worden behaald door optimalisatie van processen en tijdige samenwerking. De volgende twee strategieën zijn in meer dan 60 commerciële projecten bewezen toepasbaar en effectief.

Integratie van werkstromen over fasen heen

Buitenshuis fabricage van lichtstaalcomponenten maakt het mogelijk dat de fundering en de constructie precies tegelijkertijd worden gebouwd. Het proces van ontwerp, vergunningverlening, fabricage en montage kan worden vereenvoudigd en versneld. Bijvoorbeeld: betonnen funderingsblokken kunnen in de eerste week na definitief maken van het ontwerp worden gestort, samen met een voorlopige indeling van de ankerbouten. De bouwpakketten kunnen slechts enkele dagen vóór aanvang van de montage worden geleverd. Samen met verbindingen die zijn ontworpen als vooraf geïngineerde onderdelen, evenals systemen die zijn ontworpen voor modulaire panelen, kunnen projecten doorgaans binnen minder dan 18 dagen na mobilisatie een weerbestendige omhulling realiseren. Om deze aanpak te laten slagen, moeten aannames in het ontwerp worden gedaan en moet er voortdurend en gedocumenteerd worden gecommuniceerd tussen alle drie de teams.

Vroege betrokkenheid van de aannemer en digitale coördinatietools

Het betrekken van de staalconstructeur tijdens de schematische ontwerpfase—en niet wachten tot na het verkrijgen van de vergunningen—kan de projecttijdsduur drastisch verkorten. De constructeur kan op basis van de beschikbaarheid van materialen en de lokale bouwvoorschriften bepalen welke ontwerpelementen geschikt zijn, waardoor mogelijke problemen al vóór de definitieve vaststelling worden geïdentificeerd. Digitale coördinatie, met name met behulp van clashdetectie in 3D-BIM-modellen, helpt om bouwproblemen digitaal te voorkomen voordat ze zich op de bouwplaats voordoen. Deze software, die onderdeel is van Autodesk Revit of Tekla Structures, stelt teams in staat om problemen te detecteren, zoals MEP-systemen die een purlin of verstijving doordringen, en veroorzaakt daardoor de minste vertraging voor de bouwplanning. Digitale coördinatietools sturen de productieplanning aan en voorkomen wijzigingen in de planning. Wanneer deze aanpak wordt toegepast binnen een vaste overeenkomst en met een duidelijk omschreven werkomvang, verandert de rol van de aannemer van leverancier in partner, wat kan leiden tot een verkorting van de totale projecttijdsduur voor ontwerp en uitvoering met wel 25%.

Veelgestelde vragen

1. Hoe lang duurt het om een werkplaats met lichtstaalconstructie te bouwen?

De tijdschema’s voor ontwerp, fabricage en montage kunnen zo kort zijn als 6 weken, maar kunnen ook tot 12 weken duren, afhankelijk van de grootte en complexiteit.

2. Welke factoren kunnen een project met lichtstaalconstructie vertragen?

Vertragingen kunnen optreden door de complexiteit van het ontwerp, de gereedheid van de bouwlocatie, het weer, personeelstekorten, logistieke uitdagingen en vergunningsprocedures.

3. Profiteren projecten met lichtstaalconstructie van het gebruik van standaardsets?

Geprefabriceerde ‘set’-systemen zijn modulair en kunnen, vanwege hun aard, gemakkelijk worden vergund. Ze kunnen de projectduur gemiddeld verkorten met 2 tot 3 weken.

4. Wat is de beste manier om de projectduur te verkorten?

De beste manier om de kortst mogelijke projectduur te bereiken, is het toepassen van parallelle werkwijzen, vroegtijdige betrokkenheid van de aannemer en digitale coördinatietools via het gebruik van 3D BIM.

5. Waar profiteert lichtstaalbouw van bij fabricage buiten de bouwlocatie?

Buitensite fabricage bevordert een hogere nauwkeurigheid, vermindert aanzienlijk problemen die worden veroorzaakt door vertragingen ten gevolge van weersomstandigheden en versnelt het bouwproces. Dit wordt mogelijk gemaakt door vooraf gemonteerde componenten die direct kunnen worden opgericht.