Projektowanie realizacji budowy - ebook

Wstęp

Budowa w ujęciu ustawowym została zdefiniowana w Prawie budowlanym jako wykonywanie obiektu budowlanego w określonym miejscu, a także odbudowa, rozbudowa, nadbudowa obiektu budowlanego. Termin ten odnosi się do różnych obiektów budowlanych, budynków, budowli stanowiących całość techniczno-użytkową wraz z instalacjami i urządzeniami oraz do obiektów małej architektury. Budowa implikuje roboty budowlane, które mogą dotyczyć również przebudowy, montażu, remontu lub rozbiórki obiektu budowlanego. Nie są to budowy w ścisłym znaczeniu, jednak przepisy szczegółowe prawa budowlanego nakładają na te formy działalności budowlanej również określone wymagania. W niniejszej pracy przyjmujemy więc, że budową jest określony program robót uznany przez inwestora za przedsięwzięcie budowlane wymagające przygotowania i realizacji w myśl przepisów prawa budowlanego, z wykorzystaniem wiedzy i technik budowania (realizacji procesów budowlanych).

Realizacja budowy jest najczęściej procesem złożonym, wymagającym odpowiedniego przygotowania projektowego, technicznego i organizacyjnego wykonawstwa. Wiąże się z obowiązującym w państwie porządkiem prawnym nadzorowanym przez struktury administracji państwowej i samorządowej. Wykonanie przedsięwzięcia budowlanego wymaga zaangażowania ludzi z wiedzą techniczną, organizacyjną i prawną z zakresu budownictwa, środków technicznych i finansowych oraz działalności zaangażowanego potencjału. Aby potencjał ten był wykorzystany efektywnie do realizacji celu, a cel społecznie i rzeczowo użyteczny, należy prowadzić studia i analizy zmierzające do wypracowania racjonalnych rozwiązań w opracowaniach projektowych. Formom i technikom takich opracowań jest poświęcona niniejsza książka.

Proces przygotowania i realizacji budowy określa się mianem budowlanego procesu inwestycyjnego. Wyróżnia się w nim studia i analizy przedinwestycyjne (inwestora), przygotowanie projektów, wybór wykonawcy (wykonawców), realizację procesu budowlanego oraz oddanie obiektu do eksploatacji (w tym rozruch technologiczny). W tych działaniach występuje wiele problemów organizacyjnych rozwiązywanych standardowymi technikami. Zaliczamy do nich techniki opisu zadania budowlanego w celu wyboru wykonawcy (dokumentacja projektowa, program funkcjonalno-użytkowy, specyfikacje techniczne wykonania i odbioru robót), techniki planowania wykonawstwa (projekty realizacji procesów budowlanych, opracowania i analizy kosztorysowe, harmonogramy budowlane, plany i projekty związane z zagospodarowaniem i funkcjonowaniem placu budowy).

Każdy proces budowlany może być wykonywany przy zastosowaniu różnych metod w zależności od charakteru budowy, warunków, w jakich się znajduje, wielkości budowy, wymaganego okresu realizacji, warunków klimatycznych, hydrologicznych itp. Wybór metody należy głównie do projektanta (lub zespołu projektowego), którym najczęściej jest inżynier budowlany posiadający zasób wiedzy z zakresu techniki, technologii, organizacji i zarządzania budową oraz nauk ekonomicznych, zasad organizacyjnych prowadzenia procesu inwestycyjnego.

W książce ujęto zagadnienia projektowania organizacyjnego realizacji budowy. Czytelnik znajdzie w niej podstawy formalne wymaganych opracowań w procesie inwestycyjno-budowlanym oraz formy, zasady i techniki ich opracowania.

Projektant organizacji budowy powinien bazować na znajomości technologii procesów budowlanych. W wielu sytuacjach efektywność rozwiązań organizacyjnych zależy od właściwego doboru technologii. Są to więc zagadnienia sprzężone i właściwe projektowanie organizacji robót nie może się obejść bez doboru technologii. Zagadnienia technologiczne obejmują jednak duży obszar wiedzy zawartej w poradnikach, polskich normach, instrukcjach, warunkach wykonania i odbioru robót, publikacjach inżynieryjno-technicznych itd. Ich przedstawienie nie byłoby możliwe w jednym zwartym opracowaniu. Dlatego w książce główną uwagę skierowano na formy i techniki organizatorskie.

Każde zamierzenie inwestycyjno-budowlane ma wymiar ekonomiczny, techniczny i organizacyjny. Problematyką ekonomiczną zajmuje się ekonomika budownictwa. W jej obszarze zainteresowań znajdują się przede wszystkim zagadnienia oceny kosztów, efektywności ekonomicznej, oceny i analizy opłacalności inwestycji, formy finansowania inwestycji. W podręczniku ograniczono się do technik ustalania kosztów w procesie inwestycyjno-budowlanym, bez analizy ekonomicznej tego procesu. Koszty są bowiem podstawą oceny rozwiązań organizacyjnych, a umiejętności ich kalkulacji są niezbędne dla każdego inżyniera – organizatora produkcji budowlanej.

Podstawą opracowań organizacyjnych są projekty budowlane obiektów budowlanych. Z tego względu powinny być one przygotowane przed rozpoczęciem projektowania organizacji robót budowlano-montażowych. Rozwiązania przestrzenne i konstrukcyjno-materiałowe oraz technologiczne mają zasadniczy wpływ na organizację i koszty budowy, a także na warunki i koszty eksploatacji obiektów budowlanych. Nieodzowne jest więc zapewnienie w trakcie projektowania ścisłej współpracy projektantów różnych branż, decydentów i przyszłych eksploatatorów budowli. Prowadzi to do stopniowej integracji faz projektowania, a również procesu budowania. Obecnie osiąga się to przez zastosowanie technologii BIM (ang. Building Information Modeling) do projektowania i realizacji budowy. Technologia ta wykorzystuje zintegrowany model informacji o obiekcie budowlanym do planowania, projektowania, kierowania budową, a nawet zarządzania jego eksploatacją.

Celem autorów książki było przedstawienie wszystkich zasadniczych zagadnień, które mogą wystąpić w przygotowaniu i realizacji inwestycji budowlanej. W pierwszej jej części (rozdz. 1 i 2) przedstawiono strukturę procesu inwestycyjno-budowlanego, jego uwarunkowania prawne, definicje i standardy opracowań projektowych oraz możliwości usprawniania zarządzania w tym procesie. Szczególnie istotne są formy i zakresy opracowań projektowych, podstawy merytoryczne i przepisy prawne do ich opracowania.

Rozdział 3 dotyczy projektowania organizacji robót budowlanych, którego zasadniczym celem jest takie ich przygotowanie i zrealizowanie, aby budowa była wykonana prawidłowo pod względem technicznym, w czasie skalkulowanym optymalnie, z zachowaniem właściwej kolejności technologicznej wykonywania robót oraz, aby rozwiązania organizacyjne przekładające się na koszty budowy były racjonalne. W rozdziale przedstawiono ogólne zasady organizacji robót budowlanych oraz uwarunkowania, standardy i techniki projektowania wykonawstwa zasadniczych robót. Ujęto w nim zagadnienia związane z projektowaniem organizacji robót ziemnych, montażowych, transportowych, monolitycznych betonowych, murowych i wykończeniowych. Zawarto w nim charakterystyki robót, techniki rozwiązywania podstawowych zagadnień organizacyjnych, metody optymalizacji niektórych rozwiązań projektowych oraz przykłady wybranych opracowań planistycznych. Szczególnie obszernie przedstawiono zagadnienia związane z projektowaniem robót monolitycznego budownictwa betonowego – procesu wykonywanego w różnym zakresie na prawie każdej budowie. Oprócz podstawowych technik analitycznych dedykowanych projektowaniu organizacji robót, stosowanych powszechnie w planowaniu organizacji budowy i robót, zamieszczono w tym rozdziale także zaawansowane naukowo metody rozwiązywania problemów projektowych z wykorzystaniem metod optymalizacji decyzji. Rozwiązanie problemów projektowych w organizacji robót budowlanych nie polega bowiem jedynie na analitycznych obliczeniach i zestawieniach wyników projektowania, ale też na poszukiwaniu rozwiązań najlepszych.

W rozdziale 4 przedstawiono techniki prowadzenia analiz kosztowych w procesie inwestycyjno-budowlanym oraz analiz rzeczowo-czasowych procesu budowlanego. Rozdział ten zawiera opisy metod/analiz kosztorysowych, kalkulacji nakładów rzeczowych na wykonanie robót, modelowania przedsięwzięć budowlanych i programowania realizacji prac budowlanych w skali czasu. Przedstawiono w nim również zagadnienia związane z monitorowaniem zaawansowania robót, analizy ryzyka na podstawie oceny prawdopodobieństwa zrealizowania robót w określonym budżecie i czasie. Rozdział oparty jest na standardach projektowania harmonogramów, analizy kosztów – na podstawie norm nakładów rzeczowych funkcjonujących nie tylko w polskim budownictwie. Takie podejście zapewnia uniwersalność stosowania w różnych rodzajach robót budowlanych, rzeczowość analiz, a co najważniejsze – możliwość wspomagania tych analiz programem komputerowym. Przedstawiono w nim techniki harmonogramowania przedsięwzięcia budowlanego przy wykorzystaniu programów PLANISTA i MS PROJECT – programów stosowanych powszechnie w polskim budownictwie, używanych przez studentów kierunków budowlanych, aplikacji posługujących się warstwą pojęciową dobrze związaną z budownictwem.

Ocena nakładów rzeczowych (R – praca robotników, S – praca maszyn i sprzętu budowlanego, M – potrzeby materiałowe) jest podstawą projektowania organizacyjnego i oceny kosztów bezpośrednich wykonania każdego zakresu robót. Stanowi (mimo wielu mankamentów) pokaźną skomputeryzowaną bazę danych dla budownictwa i powinna być doskonalona w celu poprawy wiarygodności ocen uzyskiwanych przy jej wykorzystaniu. Obecny stan tej bazy jest w dużej części nieaktualny – obejmuje wiele technologii przestarzałych (obecnie niestosowanych) i odnoszących się do sprzętu nieużywanego na budowach. Baza zawiera normy nakładów rzeczowych na wykonanie procesów pracy opracowane w różnych okresach ostatniego półwiecza, co utrudnia jej wykorzystywanie przez niedoświadczonych kosztorysantów i organizatorów produkcji budowlanej. Trzeba jednak jednoznacznie stwierdzić, że bez normalizacji procesów budowlanych nie jest możliwe skomputeryzowanie analiz w projektowaniu realizacji budowy.

Oddzielnym zagadnieniem jest niepewność oceny czasu i kosztów budowy; brakuje danych do prowadzenia takich analiz. Dostępne narzędzia komputerowe pozwalają na wariantowanie rozwiązań, symulację przebiegu robót budowlanych z wykorzystaniem probabilistycznego opisu czasu wykonania zadań, nakładów pracy i kosztów jednostkowych. Brak badań co do niepewności danych ilościowych charakteryzujących procesy pracy jest istotną przeszkodą w wykorzystywaniu aplikacji komputerowych dedykowanych do analiz ryzyka. W rozdziale 4 jednak zamieszczono wykładnię prowadzenia analizy ryzyka czasu i kosztów budowy przy wykorzystaniu symulacji komputerowej realizacji robót budowlanych. Analizy takie mogą prowadzić planujący na podstawie swoich doświadczeń i ocen niepewności danych planistycznych.

W rozdziale 5 zawarto zagadnienia związane z organizacją terenu budowy. Oprócz ogólnych problemów związanych ze strukturą i przestrzennym zagospodarowaniem terenu budowy przedstawiono wymagania i zasady lokalizacji różnych elementów funkcjonalnych budowy, ustalenia zapotrzebowania budowy na wodę i energię elektryczną, sposobów zapewnienia bezpieczeństwa na budowie, metodyk projektowania zagospodarowania terenu budowy oraz planu bezpieczeństwa i ochrony zdrowia. Czytelnik znajdzie w książce materiały (tabele, znaki graficzne, normy) pomocne w przygotowaniu tych opracowań.

Założeniem autorów było przedstawienie w publikacji kompendium wiedzy na temat organizacji procesu inwestycyjno-budowlanego wraz z przykładami opracowań analitycznych i projektowych oraz materiałów pomocniczych do projektowania realizacji budowy. Książkę uzupełniają załączniki (https://wydawnictwo.pwn.pl/ w zakładce „Do pobrania”) przedstawiające przykładowe opracowania projektowe, których zakres uniemożliwiał ich przedstawienie w rozdziałach opisowych. W załącznikach znalazły się więc: Koncepcja programowo-przestrzenna, Program funkcjonalno-użytkowy, Wartość kosztorysowa inwestycji, Kosztorys inwestorski, Specyfikacje techniczne wykonania i odbioru robót, a także tabele i schematy pomocnicze do projektowania oraz propozycja oznaczeń graficznych do stosowania na planach zagospodarowania terenu budowy i graficznej części planu bezpieczeństwa i ochrony zdrowia (bioz). Umożliwi to Czytelnikom zapoznanie się z formą tych opracowań oraz zakresem informacji w nich zawartych.

W publikacji nie uwzględniono wielu podejść dedykowanych do rozwiązywania problemów organizacyjnych budownictwa przez środowisko naukowe Inżynierii Przedsięwzięć Budowlanych (IPB). Nauka oferuje wiele modeli problemów decyzyjnych w budownictwie i możliwości analitycznych ich rozwiązywania. Są one tworzone przy określonych warunkach i dotyczą najczęściej określonej sytuacji decyzyjnej. Wychodząc z założenia, że książka ma być użyteczna dla praktyki budowlanej, celowo pominięto te zagadnienia, które nie mają powszechnego zastosowania w projektowaniu realizacji budowy, pozostają w sferze osiągnięć naukowych i oczekują na wdrożenie do praktyki budowlanej przez opracowanie na przykład użytecznych aplikacji komputerowych lub instrukcji.

W książce nie ujęto też zagadnień związanych z zarządzaniem budową i kierowaniem potencjałem produkcyjnym. Zagadnienia te, mimo że związane z planowaniem, mają inny wymiar i treść. Wpisują się w ogólną teorię zarządzania, kierowania, a w szczegółach uwzględniają osiągnięcia socjologii i psychologii pracy. Informacje na te tematy można znaleźć w opracowaniach z zakresu zarządzania i marketingu w budownictwie.

Książka jest przeznaczona zarówno dla studentów wyższych uczelni wydziałów budownictwa, jak i dla projektantów oraz organizatorów budowlanego procesu inwestycyjnego. Przydatna może być dla inżynierów zatrudnionych w wykonawstwie lub nadzorujących przebieg realizacji inwestycji. Polecana jest szczególnie młodym inżynierom, umożliwia bowiem poznanie całokształtu zagadnień związanych z przygotowaniem i kierowaniem procesami budowlanymi występującymi zarówno w realizacji nowych inwestycji budowlanych, jak i w przedsięwzięciach remontowych czy modernizacyjnych związanych z rozbudową, nadbudową obiektów budowlanych. Przedstawiane analizy, wykonywane w projektowaniu realizacji budowy, są oparte na formułach kalkulacyjnych, technikach komputerowych z bazami danych z przykładami i z tych względów są użyteczne do nauki przedmiotów organizacyjnych prowadzonych na kierunkach budowlanych na studiach inżynierskich i magisterskich.

Stan prawny książki jest aktualny na dzień 30.09.2018 r.