przemysłowym.
dr inż. aleksander nicał Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Lądowej
W
ybuch pandemii COVID-19 spowodował niespotykane do-tychczas zmiany w funkcjono-waniu społeczeństw i gospodarek na całym świecie. Ta bezprecedensowa okoliczność przełożyła się także na polskie budownictwo.Rozwój pandemii spowodował konieczność wprowadzenia wielu ograniczeń mających na celu powstrzymanie rozprzestrzeniania się wirusa wśród ludzi. Pojawiła się potrzeba zmniejszenia intensywności kontaktów mię-dzyludzkich, które są w branży budowlanej nierozłączną częścią prowadzenia procesów budowlanych, szczególnie wznoszenia kon-strukcji. O ile czynności związane z przygo-towaniem procesów realizacji budów, takie jak np. sporządzanie dokumentacji projek-towej czy kosztorysowej, możliwe były do przeprowadzenia w trybie zdalnym, o tyle wykonawstwo robót budowlano-monta-żowych nie dawało już takich możliwości.
Zaistniała zatem pilna potrzeba znalezienia rozwiązania w trudnej sytuacji, przed jaką stanął sektor budownictwa. W naszym kraju na nowo odżyła dyskusja na temat możliwo-ści powrotu w większym stopniu do stoso-wania budownictwa uprzemysłowionego, opartego na wykorzystaniu wyrobów pre-fabrykowanych. Wyrazem tej dyskusji były m.in. publikacje w prasie fachowej podda-jące pod rozważanie prefabrykację, nawet jako ratunek dla budownictwa [1], [2]. Nie-wątpliwie prefabrykacji sprzyja sukces, jaki osiągnęła ona w Polsce w ostatnich kilkuna-stu latach, objawiający się jej szerokim za-stosowaniem w budownictwie przemysło-wym, drogowym czy wielkogabarytowym [3], [4]. Nie bez znaczenia jest także znaczna możliwość adaptacji prefabrykacji do inno-wacyjnych technologii i koncepcji, takich jak BIM [5], Lean Manufacturing [6], czy też wdrażanie systemów jakości i optymalizacja
tEchnologiE
Fot. © Szymon – stock.adobe.com
StreSzczenie
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z funkcjonowaniem branży producentów prefabrykatów budow-lanych w trakcie trwania pandemii COVID-19 i po jej zakończeniu. Opi-sano także rozwój pandemii. Wyróż-niono specyficzne dla budownictwa z prefabrykatów cechy, które mogą stanowić potencjalne szanse na szersze wdrożenie prefabrykacji do wybranych sektorów polskiego budownictwa.
Zaakcentowano możliwy dalszy rozwój automatyzacji i robotyzacji w produkcji prefabrykatów oraz nakreślono orientacyjne prognozy sprzedażowe dla wybranych prefabrykatów.
abStract
The article presents selected issues related to the functioning of the pre-cast concrete construction industry during and after the COVID-19 pan-demic. In addition, the development of the pandemic has been described.
Moreover, the features specific to the precast concrete construction indu-stry have been distinguished, which may constitute a potential chance for its wider implementation in selected sectors of the Polish construction in-dustry. The possible further develop-ment of automation and robotization in the production of precast concrete elements was emphasized, and indicative sales forecasts for selected prefabricated elements were drawn.
KwiecieŃ 2021 (193) 69
TECHNOLOGIE
rys. 2. Liczba mieszkań oddanych do użytkowania w kolejnych okresach od stycznia do listopada w latach 2016–2020 [13]
rys. 1. wykres liczby zachorowań i zgonów w Polsce oraz na świecie na skutek koronawirusa SarS-coV-2 w milionach w okresie od 31 marca 2020 r. do 12 stycznia 2021 r. [9], [10], [11]
łańcuchów dostaw [7]. Niezaprzeczalnym osiągnięciem technologicznym i organizacyj-nym w zakresie budownictwa w Polsce była także udana impreza sportowa Euro 2012, do której przeprowadzenia konieczna była znaczna liczba obiektów sportowych i infra-struktury drogowej. W tym przedsięwzięciu technologie oparte na prefabrykacji również zdały egzamin i na stałe zagościły w dużych projektach [8]. Wśród wielu odmiennych opinii nie sposób jest także pominąć roli pre-fabrykacji, jaką odegrała w szybkiej odbudo-wie zasobów mieszkaniowych w Polsce po zniszczeniach w okresie II wojny światowej.
Czy zatem i tym razem przypadnie prefabry-kacji ważna rola w powrocie polskiej gospo-darki do stanu normalnego funkcjonowa-nia po zakończeniu pandemii COVID-19?
Wydaje się, że w wielu aspektach jest na to szansa, konieczna jest jednak dokładna ana-liza zaistniałych uwarunkowań.
Pandemia coVid-19
Pandemię COVID-19, oficjalnie potwier-dzoną 11 marca 2020 r. przez Światową Or-ganizację Zdrowia, poprzedziła epidemia, której początek przypadł na 17 listopada 2019 r. w chińskim mieście Wuhan. Epi-demię, a później pandemię wywołał ko-ronawirus SARS-CoV-2. W Polsce pierw-szy przypadek zakażenia koronawirusem datuje się na 4 marca 2020 r.
Od początku pandemii do początku marca na świecie na COVID-19 zachoro-wało blisko 116 mln osób (w tym prawie 1,8 mln w Polsce), zmarło prawie 2,6 mln osób.
wPŁyw coVid-19 na wybrane Sektory budownictwa
Jednym z kluczowych dokumentów zawiera-jącym podsumowanie roku 2020 w sektorze budownictwa i zawierającym prognozy na kolejny 2021 r. jest opracowanie [12]. Zgod-nie z tym opracowaZgod-niem wybuch epidemii COVID-19 wymógł na przedsiębiorstwach konieczność gruntownego przeanalizowa-nia ich dotychczasowych strategii. Przed-siębiorstwa budowlane przestawiły się na realizację kontraktów w wariancie zaostrzo-nego reżimu epidemiczzaostrzo-nego i pomimo wy-stępujących zachorowań i absencji wśród
kadry pracowniczej wciąż udaje się pro-wadzić zakontraktowane prace budowlane zgodnie z harmonogramem i przy zadowa-lającym poziomie efektywności [12]. Pod-kreślenia wymaga także okoliczność wystę-pującego opóźnienia, charakterystycznego dla rynku budownictwa i związanego m.in.
z realizacją kontraktów wieloletnich, które w dużej liczbie przypadków rozpoczęły się jeszcze bezpośrednio przed wybuchem epi-demii COVID-19. Opóźnienie to wpływa na rzeczywistą możliwość oceny zachowa-nia się rynku w rozpatrywanym okresie. Jed-nym z relatywnie miarodajnych wskaźników oceny sytuacji na rynku budownictwa jest liczba mieszkań oddanych do użytkowania,
porównywana do analogicznych okresów w minionych latach.
Pomimo wzrostu liczby oddanych mieszkań do użytkowania ogółem w ko-lejnych okresach 11-miesięcznych na prze-strzeni lat 2016–2020 trudno jest założyć kontynuowanie tej tendencji w roku 2021 i 2022. Prognoza ta wynika m.in. z [12]:
pierwszych oznak mocniejszego spowol-nienia w budownictwie, które się pojawiły już na początku trzeciego kwartału 2020 r.;
prawdopodobnego spadku inwestycji w samorządach i okresowego ogranicze-nia nowych inwestycji w części obszarów rynku prywatnego (głównie w segmencie biurowym i powierzchni handlowych);
TECHNOLOGIE
Etap przygotowania i produkcji
Na skutek intensywnie wdrażanych zautomatyzowanych, niekiedy zrobotyzo-wanych, linii produkcyjnych (fot. 1) moż-liwa jest:
minimalizacja zatrudnienia i w konse-kwencji mniejsza liczba osób na jednostkę powierzchni produkcyjnej – mniejsze ry-zyko infekcji wirusowej;
niższa liczba wypadków przy pracy oraz wyższy poziom BHP – niższe prawdopo-dobieństwo konieczności leczenia w szpi-talu w czasie pandemii;
większa przewidywalność harmonogra-mów produkcji – brak przestojów z po-wodu poddania się załogi kwarantannie lub leczeniu.
Oferta przedsiębiorstw specjalizują-cych się w projektowaniu i wykonawstwie kompleksowych linii produkcyjnych dla prefabrykacji budowlanej obejmuje wiele odmiennych wariantów poziomów auto-matyzacji linii, różniących się wydajnością produkcyjną i poziomem zatrudnienia.
Dla prefabrykowanych ścian są to warto-ści wynoszące dziennie np. od 28 m2 ścian/
osobę aż do 86,4 m2 ścian/osobę – dla li-nii o najwyższym poziomie automatyzacji i dużych zdolnościach produkcyjnych [16].
Etap wznoszenia obiektu budowlanego Z powodu odmiennej specyfiki wa-runków prowadzenia budowy osiągnąć można:
krótszy termin realizacji budowy – niż-sze ryzyko napotkania ograniczeń na po-ziomie krajowym i międzynarodowym do-tyczących m.in. funkcjonowania w reżimie sanitarnym;
mniejszą rotację brygad roboczych i na ogół mniejsze zatrudnienie w wyniku możliwości wyodrębnienia w zakładzie produkcyjnym oddzielnych pomiesz-czeń, np. zbrojarni (fot. 2a i 2b), maga-zynu zbrojeń, pomieszczenia kontroli ja-kości, magazynów przejściowego i stałego składowania, co powoduje ograniczenie ryzyka rozprzestrzeniania się wirusa mię-dzy pracownikami;
mniejszązależność zakładów produk-cyjnych wyposażonych we własne zaple-cze (skład kruszyw, węzeł betoniarski,
Fot. 1. Potokowa (karuzelowa) linia do produkcji ścian warstwowych firmy ebawe o średnim poziomie automatyzacji i wydajności produkcyjnej czterech palet na godzinę [17]
PreFabrykacJa w kontekŚcie Pandemii
Prefabrykacja znajduje zastosowanie w wielu gałęziach budownictwa, takich jak m.in. budownictwo mieszkaniowe, drogowe, kolejowe, energetyczne, prze-mysłowe i kubaturowe, inżynieryjne, in-frastrukturalne, magazynowe, handlowe oraz biurowe [14], [15]. Zalety budownic-twa z prefabrykatów obejmują m.in.:
krótszy czas wznoszenia obiektów bu-dowlanych;
zmniejszenie liczby pracowników na placu budowy;
wyższą jakość wyrobów końcowych, uzy-skiwaną m.in. wskutek postępującej auto-matyzacji i robotyzacji linii produkcyj-nych, wysokiej jakości form, rozwiniętej technologii betonu i obróbki cieplnej;
większą adaptowalność do wykonywa-nia elementów z betonu sprężonego (stru-nobeton);
relatywnie mniejszą podatność na nie-sprzyjające warunki atmosferyczne.
Część cech odróżniających budow-nictwo z wykorzystaniem prefabrykatów od budownictwa monolitycznego może w znaczącym stopniu się przyczynić do po-pularyzacji prefabrykacji w czasach pan-demii COVID-19. Listę wybranych cech wraz z ich opisem oraz korzyścią dla pra-cowników oraz możliwości funkcjonowa-nia stron procesu budowlanego na etapie przygotowania i produkcji, a także wzno-szenia obiektu budowlanego przedsta-wiono niżej.
ze spodziewanego pogorszenia rentow-ności firm wykonawczych o zasięgu lo-kalnym oraz małych i średnich przedsię-biorstw podwykonawczych, świadczących usługi dla większych podmiotów.
Ponadto możliwe jest wystąpienie spadku w obrotach sektora finansowego i wzrost obaw oraz braku zaufania instytucji finansują-cych przedsięwzięcia budowlane. Jednocześ- nie podkreślić należy relatywnie korzystną sytuację występującą w budownictwie dro-gowym, w którym w ramach Programu Bu-dowy Dróg Krajowych (PBDK) zwięk-szony został budżet o 22 mld zł do kwoty 164 mld zł [12]. Podobnie stabilna sytuacja panuje na rynku budownictwa kolejowego, przed którym m.in. są nowe inwestycje z ko-lejnego programu rozwoju linii kolejowych, w tym także w ramach Centralnego Portu Komunikacyjnego. Należy przy tym zwró-cić uwagę na odmienną specyfikę rynku ko-lejowego, w którym liczba podmiotów skła-dających oferty jest znacząco mniejsza niż na rynku budownictwa drogowego. Sytuacja ta sprzyja przedsiębiorstwom z sektora bu-downictwa kolejowego i ich kooperantom do operowania na wyższych marżach i tym sa-mym zabezpieczenia w większym stopniu ich płynności finansowej. Budownictwo ener-getyczne, które uzależnione jest od inwesty-cji finansowanych głównie ze środków pu-blicznych, także nie znajduje się w sytuacji wyraźnego spowolnienia, a wręcz przeciw-nie stoi w obliczu wielu projektów związa-nych m.in. z [12]:
modernizacją i rozbudową sieci elektro-energetycznej;
rozwojem systemu przesyłu, dystrybucji i magazynowania gazu ziemnego;
rozwinięciem sektora odnawialnych źródeł energii.
TECHNOLOGIE
rodzaj prognozy
sprzedażowej Prefabrykat budowlany
Potencjalnie korzystna
- Fundamentowe stopy kielichowe - Słupy okrągłe i prostokątne - Stroposłupy okrągłe i prostopadłe
- Żelbetowe i sprężone belki stropowe przeznaczone dla hal - Płatwie dachowe
- Sprężone dźwigary dachowe - Podwaliny
- Doki
- Wymiany dachowe
Na dotychczasowym poziomie
- Sprężone płyty TT i pełne (np. HM), i otworowe (np. HC) - Ściany oporowe
- Tubingi
- Ekrany akustyczne
- Strunobetonowe podkłady kolejowe - Podtorza
- Krawężniki i obrzeża - Ścianki i płyty peronowe - Panele akustyczne - Belki mostowe - Korytka ściekowe - Przepusty i płyty drogowe
Potencjalnie niekorzystna
- Ściany jedno-, dwu- i trójwarstwowe - Szyby windowe
- Płyty i słupy elewacyjne - Wybrane systemy kominowe - Nadproża
- Płyty balkonowe - Płyty typu filigran
- Belki zębate (grzebieniowe) - Płyty audytoryjne
- Kostka brukowa i płyty dekoracyjne
- Drobne elementy uzupełniające i dekoracyjne - Elementy małej architektury
tab. orientacyjne prognozy dla sprzedaży wybranych prefabrykatów budowlanych
zbrojarnia) od poddostawców surowców i półproduktów, powodującą ograniczenie ryzyka nieterminowości ich dostaw w wy-niku ograniczeń związanych z reżimem sa-nitarnym i możliwą absencją kadry pra-cowniczej poddostawców;
większą elastyczność wykonawstwa w niesprzyjających warunkach atmo- sferycznych – w przeciwieństwie do bu-downictwa monolitycznego możliwość nadrobienia opóźnień wynikających z oko-liczności pandemicznych w ciągu roku, który charakteryzowały warunki atmos-feryczne niesprzyjające robotom mokrym.
Automatyczne stacje do zgrzewania siatek stalowych (fot. 2a) wyposażone mogą być w trawersy magnetyczne do zautomatyzowanego wprowadzania sia-tek. Redukcję zatrudnienia przez auto-matyzację uzyskać można także poprzez zastosowanie robota do szalowania i roz-szalowywania oraz noża do cięcia mate-riałów izolacyjnych. Zrobotyzowane cen-trum obróbki drutów stalowych (fot. 2b) w sposób zautomatyzowany przetwarza pręty zbrojeniowe ze zwoju oraz prze-nosi m.in. zbrojenie poprzeczne, zbro-jenie podłużne zgodnie ze specyfikacją ze środowiska CAD. Działanie obec-nie stosowanych urządzeń do produkcji prefabrykatów budowlanych oraz ich komponentów (mieszanki betonowej,
Fot. 2a. automatyczna stacja do zgrzewania siatek zbrojeniowych firmy ebawe [17] Fot. 2b. zrobotyzowane centrum obróbki drutów stalowych firmy ebawe [17]
KwiecieŃ 2021 (193) 73
TECHNOLOGIE
zbrojenia) wspomagane i kontrolowane jest przez oprogramowanie komputerowe.
PerSPektywy dLa PreFabrykacJi Po zakoŃczeniu Pandemii
Szczegółowe przewidywania zachowania się rynku budowlanego i perspektyw dla pre-fabrykacji budowlanej obarczone są obec-nie dużą dozą obec-niepewności. Wynika ona m.in. z braku informacji dotyczących za-kończenia pandemii na świecie i w Polsce, zbyt wielu możliwych scenariuszy w zakre-sie kształtowania się gospodarki światowej oraz rynków lokalnych w nadchodzących latach, jak również sposobu funkcjono-wania społeczeństw po zakończeniu pan-demii (w tym np. utrwalenia się zdalnego trybu pracy zawodowej). Jednakże według najbardziej prawdopodobnego scenariusza dla budownictwa w Polsce w perspektywie krótko- i średniookresowej można się spo-dziewać wciąż relatywnie wysokich nakła-dów na inwestycje publiczne realizowane na poziomie centralnym (budownictwo drogowe, kolejowe, energetyczne i hydro-techniczne) przy jednoczesnym zahamowa-niu inwestycji w samorządach i okresowym spadku nowych inwestycji w niektórych ob-szarach rynku, takich jak budownictwo biu-rowe i powierzchnie handlowe [12].
Sytuacja ta wywołać może pogorsze-nie się rentowności dla przedsiębiorstw
małych i średnich, działających na lokalną skalę. Dla mniejszych przedsiębiorstw z sektora produkcji prefabrykatów oznaczać to może pogorszenie się wyników sprzedaży produktów typowych dla budownictwa biurowego, mieszkaniowego i związanego z przedsięwzięciami realizowanymi na po-ziomie samorządowym. Wśród najbardziej spotykanych grup produktów prefabryko-wanych mogą to być m.in. wyroby drobno-wymiarowe (kostka betonowa), stropy typu filigran, część systemów płyt stropowych i dachowych, ściany żelbetowe, systemy ko-minowe dla części budynków jednorodzin-nych, pustaki wentylacyjne, nadproża, płyty i słupy elewacyjne dla budownictwa wielo-rodzinnego, szyby windowe i płyty balko-nowe, schody, płyty audytoryjne i inne ele-menty dla budownictwa sportowego. Dla większych przedsiębiorstw spadek sprze-daży w tym zakresie także może być od-czuwalny, jednakże w wielu przypadkach ze względu na większe możliwości ekspor-towe pojawi się szansa na pozyskanie za-mówień za granicą. Biorąc pod uwagę in-tensywny rozwój handlu elektronicznego (ang. e-commerce) oraz wynikający z tego m.in. szybki rozwój centrów logistycznych i magazynowych, nadal należy się spodzie-wać korzystnej sytuacji na rynku prefabry-katów budowlanych dla tego typu obiek-tów (tabela).
Odnosząc się do wielu wyrobów pre-fabrykowanych oferowanych przez krajo-wych producentów, należy zwrócić uwagę, że wśród oferowanych wyrobów zakresy ich stosowania często się pokrywają w róż-nych dziedzinach budownictwa. Okolicz-ność ta powoduje trudOkolicz-ność w sporządzeniu dokładnej klasyfikacji wyrobów ze względu na rodzaj prognozy sprzedażowej i skutkuje potrzebą dokładnej analizy poszczególnych wyrobów w kontekście ich przyszłego zbytu.
PodSumowanie
Pandemia COVID-19 przyniosła niespo-tykany dotychczas przełom w funkcjono-waniu społeczeństw i gospodarek większo-ści krajów na świecie. W wielu dziedzinach budownictwa, opartych głównie na finan-sowaniu ze środków publicznych, jest duża szansa na utrzymanie korzystnych trendów sprzedażowych. Dotyczy to m.in. budownic-twa drogowego, kolejowego, energetycznego i hydrotechnicznego. Dodatkowym potwier-dzeniem dostępności środków finansowych w przyszłości jest przyjęty, i obejmujący Polskę, długoterminowy budżet Unii Euro-pejskiej w wysokości 1074,3 miliarda euro na lata 2021–2027 [18]. Intensywny roz-wój e-handlu sprzyja nadal pozytywnym perspektywom w obszarze produkcji prefa-brykatów na potrzeby centrów logistycznych i magazynowych. Niezależne od pandemii