ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΙΩΑΝΝΑ Ν. ΠΑΠΑΔΑΚΗ Πολιτικός Μηχανικός ΠΑΤΡΑ 2016

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διατριβή διπλώματος ειδίκευσης, με τίτλο «Πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση χωροθέτησης εγκαταστάσεων εργοταξίου με χρήση γενετικών αλγορίθμων» εκπονήθηκε στο πλαίσιο του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών «Ευφυή Συστήματα Μεταφορών και Διαχείρισης Έργων» του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, με θέμα την ανάπτυξη και αξιολόγηση ενός μοντέλου βελτιστοποίησης πολλών παραμέτρων για τη χωροθέτηση εγκαταστάσεων εργοταξίου. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Αθανάσιο Χασιακό για την καθοδήγησή του κατά την εκπόνηση της παρούσας διατριβής και για την πολύτιμη συνεργασία μας καθ όλη τη διάρκεια αυτής. Ακόμη θα ήθελα να ευχαριστήσω τη μητέρα μου για την αμέριστη υποστήριξη που μου έχει παρέχει σε όλη τη διάρκεια της φοιτητικής μου πορείας και τους φίλους μου για τη συμπαράσταση η οποία συνέβαλλε θετικά στην ολοκλήρωση αυτής της διατριβής.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η αποτελεσματική διάταξη των εγκαταστάσεων του εργοταξίου είναι παράγοντας κρίσιμης σημασίας για την επιτυχία ενός κατασκευαστικού έργου, αφού ενισχύει τόσο την παραγωγικότητα όσο και την ασφάλεια στο εργοτάξιο. Η χωροθέτηση των εγκαταστάσεων του εργοταξίου συνίσταται στον προσδιορισμό των προσωρινών εγκαταστάσεων που απαιτούνται για την υποστήριξη των κατασκευαστικών διαδικασιών, στον καθορισμό του μεγέθους και του σχήματός τους και της τοποθέτησής τους στις διαθέσιμες τοποθεσίες εντός των ορίων του εργοταξίου. Το πρόβλημα της χωροθέτησης όμως, είναι ένα σύνθετο πρόβλημα συνδυαστικής βελτιστοποίησης που περιλαμβάνει πολλαπλούς στόχους και οι ερευνητές έχουν προσπαθήσει να το επιλύσουν χρησιμοποιώντας μια πληθώρα μαθηματικών, ευρετικών και μεταευρετικών τεχνικών. Το πρόβλημα μεγαλώνει εκθετικά σε μέγεθος και πολυπλοκότητα καθώς το πλήθος των εγκαταστάσεων και των περιορισμών αυξάνεται. Για το λόγο αυτό, οι μέχρι τώρα μελέτες συνήθως εξετάζουν ένα μικρό αριθμό εγκαταστάσεων και εστιάζουν στην ελαχιστοποίηση του κόστους, αγνοώντας άλλους παράγοντες, περιβαλλοντικούς ή ασφαλείας. Ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι η ανάπτυξη ενός μοντέλου βελτιστοποίησης που παράγει εφικτές και αποδοτικές λύσεις-διατάξεις με μία ρεαλιστική αναπαράσταση του προβλήματος, με τη θεώρηση όχι μόνο της ελαχιστοποίησης του κόστους αλλά και τη μεγιστοποίηση της ασφάλειας στο εργοτάξιο. Το μοντέλο βελτιστοποίησης που αναπτύσσεται στοχεύει στην ελαχιστοποίηση μιας γενικευμένης συνάρτησης κόστους η οποία προκύπτει από το κόστος μεταφοράς μεταξύ εγκαταστάσεων και τοποθεσιών, αλλά και από το κόστος κατασκευής των εγκαταστάσεων σε κάθε τοποθεσία. Η διαδικασία βελτιστοποίησης στοχεύει ακόμα στη μεγιστοποίηση της ασφάλειας στο εργοτάξιο και άλλων παραγόντων προτιμήσεων εγγύτητας του χρήστη για τη σχετική θέση μεταξύ των εγκαταστάσεων. Η διαδικασία βελτιστοποίησης βασίζεται στη χρήση γενετικών αλγορίθμων λόγω των δυνατοτήτων τους να εξετάζουν πλήθος δυνατών λύσεων και να καταλήγουν στη βέλτιστη σε σύντομο χρονικό διάστημα. Οι δυνατότητες του προτεινόμενου μοντέλου εξετάστηκαν σε πλήθος μελετών περίπτωσης. Ελέγχθηκαν διαφορετικά σενάρια με εναλλακτικές αντικειμενικές συναρτήσεις, τύπους περιορισμών και παραγόντων βαρύτητας. Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων καθιστά το μοντέλο ικανό να παράγει σχεδόν βέλτιστες λύσεις για το

πρόβλημα της χωροθέτησης εγκαταστάσεων εργοταξίου και να ανταποκριθεί σε περιβαλλοντικά θέματα και απαιτήσεις ασφαλείας.

ABSTRACT Efficient layout planning of a construction site is fundamental for successful project undertaking as it enhances both the productivity and the safety in construction sites. This task usually consists of identifying the temporary facilities needed to support construction operations, determining their size and shape, and positioning them in the unoccupied areas within the site boundaries. The site layout planning, however, is a complex combinatorial optimization problem involving multiple objectives and researchers have attempted to solve it using a variety of optimizationbased, heuristic-based, and metaheuristic techniques. The problem grows significantly in size and complexity as the number of facilities and constraints increase. Hence, existing studies usually examine a small number of facilities and focus on cost minimization, ignoring generally other safety and environment-related concerns. The objective of this study is to develop feasible and efficient site layout solutions in a realistic representation scheme taking into consideration not only the minimization of cost but also the maximization of factors regarding safety and the environment. A multi-objective optimization model is developed aiming at minimizing a generalized cost function which results from the construction cost of assigning a facility to a certain location and the required transportation among facilities. The optimization process also aims at the maximization of safety in the construction site and accounts for the user preference in the relative closeness among the facilities and the proximity of hazardous sources (equipment, materials) to work areas. The development integrates the required robust search objective with the optimization capabilities of genetic algorithms (GAs). The model has been tested on several case studies. Different scenarios were examined under the light of alternative optimization functions, constraint types and importance factors. The evaluation indicates the model potential to provide effective solutions for construction site layout planning and response to safety and environmental issues.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 1 2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ... 5 2.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ... 5 2.1.1 Δίκτυα παροχών... 6 2.1.1.1 Ύδρευση... 6 2.1.1.2 Ηλεκτρικό ρεύμα... 7 2.1.1.3 Τηλεπικοινωνίες... 7 2.1.2 Δομή εργοταξίου... 8 2.1.2.1 Γραφεία διοίκησης και εγκαταστάσεις παραμονής προσωπικού... 8 2.1.2.2 Εγκαταστάσεις παραγωγής... 8 2.1.2.3 Οδικό δίκτυο εργοταξίου... 9 2.1.2.4 Αποθηκευτικοί χώροι... 9 2.1.2.5 Εργαστήρια ποιοτικού ελέγχου... 10 2.1.3 Διάταξη εργοταξίου... 10 2.1.4 Κατηγορίες εργοταξιακών διατάξεων... 11 2.1.4.1 Εργοτάξια οικοδομικών έργων... 11 2.1.4.2 Εργοτάξια έργων υποδομής... 12 2.1.4.3 Εργοτάξια ενεργειακών και βιομηχανικών έργων... 14 2.1.5 Παρουσίαση εγκαταστάσεων εργοταξίου... 14 2.1.5.1 Συγκρότημα παραγωγής αδρανών (λατομείο)... 15 2.1.5.2 Συγκρότημα παραγωγής σκυροδέματος... 18 2.1.5.3 Συγκρότημα παραγωγής ασφαλτομίγματος... 19 2.1.5.4 Συγκρότημα κοπής και επεξεργασίας σιδηρού οπλισμού... 21 2.1.5.5 Συνεργείο επισκευής και συντήρησης μηχανημάτων... 22 2.1.5.6 Αποθήκη υλικών και ανταλλακτικών... 22 2.1.5.7 Εγκατάσταση παραγωγής και διανομής ηλεκτρικού ρεύματος... 23 2.1.5.8 Εγκατάσταση πεπιεσμένου αέρα και ατμού... 23

2.1.5.9 Γραφεία... 24 2.1.6 Παραδείγματα εργοταξιακών διατάξεων... 24 2.1.6.1 Εργοτάξιο κατασκευής φράγματος... 25 2.1.6.2 Εργοτάξιο κατασκευής σταθμού μετρό... 27 2.1.6.3 Εργοτάξιο έργου οδοποιίας... 27 2.1.6.4 Εργοτάξιο λιμενικού έργου... 28 2.1.6.5 Εργοτάξιο οικοδομικού έργου... 29 3 ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ... 30 3.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ... 30 3.1.1 Πιθανά προβλήματα εξ αιτίας λάθος χωροθέτησης... 31 3.1.2 Σύγχρονη πρακτική... 33 3.2 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ... 34 3.2.1 Ασφάλεια στο εργοτάξιο... 34 3.2.2 Εύκολη πρόσβαση στο εργοτάξιο... 34 3.2.3 Ενημερωτικές Πινακίδες... 35 3.2.4 Ασφάλεια από εξωτερικούς παράγοντες... 35 3.2.5 Διαμονή προσωπικού... 35 3.2.6 Γραφεία και διοικητικές εγκαταστάσεις... 36 3.2.7 Παροχή νερού και υγιεινή... 36 3.2.8 Διακίνηση υλικών... 36 3.2.9 Αποθήκευση και καθαρισμός εργοταξίου... 36 3.2.10 Χώροι τεχνικού προσωπικού... 37 3.3 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΡΟΣΩΡΙΝΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ... 37 3.4 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΙΔΟΥΣ ΚΑΙ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ... 38 3.5 ΕΠΙΛΟΓΗ ΠΡΟΣΩΡΙΝΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ... 39 3.6 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΡΟΣΩΡΙΝΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ... 41 3.6.1 Εμπειρικοί κανόνες διαστασιολόγησης προσωρινών εγκαταστάσεων... 42 4 ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ 46 4.1 ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ... 46

4.2 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ... 48 4.2.1 Εκχώρηση εγκατάστασης σε τοποθεσία (Facility to location assignment)... 48 4.2.2 Εκχώρηση εγκατάστασης στο εργοτάξιο (Facility to site assignment)... 51 4.2.3 Πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση... 52 4.3 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΚΥΡΙΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ... 53 4.3.1 Σύντομη ανασκόπηση κύριων μεθόδων αντιμετώπισης... 53 4.3.2 Μεταευρετικές μέθοδοι... 54 4.3.3 Χαρακτηριστικά μεταευρετικών μεθόδων... 56 4.4 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ... 57 4.4.1 Εκχώρηση εγκατάστασης σε τοποθεσία (Facility to location assignment)... 58 4.4.1.1 Αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης (Artificial Intelligence)... 58 4.4.1.2 Εξελικτικοί αλγόριθμοι (Evolutionary Algorithms)... 59 4.4.1.3 Αλγόριθμοι νοημοσύνης σμήνους (Swarm intelligence-si)... 62 4.4.2 Εκχώρηση εγκατάστασης στο εργοτάξιο (Facility to site assignment)... 66 5 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ... 72 5.1 ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ... 72 5.1.1 Η βάση των γενετικών αλγορίθμων... 72 5.1.2 Η μεθοδολογία των γενετικών αλγορίθμων... 73 5.1.3 Οι παράμετροι και οι βασικές διαδικασίες των γενετικών αλγορίθμων... 75 5.2 ΜΟΝΤΕΛΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ... 77 5.2.1 Συνάρτηση βελτιστοποίησης... 77 5.3 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ... 83 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ... 97 6.1 ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ... 97 6.2 ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ... 105 6.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ... 109 6.3.1 Μελέτη περίπτωσης benchmark... 109 6.3.2 Μελέτη περίπτωσης 1-Unequal-area CSLP... 114

6.3.3 Μελέτη περίπτωσης 2- Unequal-area CSLP με προτιμήσεις... 115 6.3.4 Μελέτη περίπτωσης 3- Unequal-area CSLP με προτιμήσεις και κόστη... 117 6.3.5 Μελέτη περίπτωσης 4- Equal-area CSLP... 120 6.3.6 Μελέτη περίπτωσης 5- Equal-area CSLP με προτιμήσεις... 121 6.3.7 Μελέτη περίπτωσης 6- Equal-area CSLP με προτιμήσεις και κόστη - α... 124 6.3.8 Μελέτη περίπτωσης 7- Equal-area CSLP με προτιμήσεις και κόστη - β... 126 6.3.9 Μελέτη περίπτωσης 8- Equal-area CSLP με προτιμήσεις και κόστη - γ... 127 6.3.10 Μελέτη περίπτωσης 9- Equal-area CSLP με γερανό και προτιμήσεις... 129 6.3.11 Μελέτη περίπτωσης 10- Equal-area CSLP με γερανό προτιμήσεις και κόστησενάριο α 131 6.3.12 Μελέτη περίπτωσης 11- Equal-area CSLP με γερανό προτιμήσεις και κόστησενάριο β 133 6.3.13 Μελέτη περίπτωσης 12-Equal-area CSLP με γερανό προτιμήσεις και κόστησενάριο γ 134 7 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 137 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 142

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 3.1 Λίστα προσωρινών εγκαταστάσεων σελ. 41 Πίνακας 3.2 Εκτιμώμενα εμβαδά προσωρινών εγκαταστάσεων σελ.42 Πίνακας 3.3 Απαιτήσεις χώρου ανάλογα με το είδος γραφείου σελ.42 Πίνακας 3.4 Έκταση προσωρινών εγκαταστάσεων με βάση το κόστος του έργου σελ.43 Πίνακας 3.5 Παράμετροι διαστασιολόγησης αποθηκευτικών χώρων σελ.44 Πίνακας 3.6 Εξισώσεις υπολογισμού μεγέθους προσωρινών εγκαταστάσεων σελ. 45 Πίνακας 4.1 Επιθυμητή εγγύτητα και τιμές βαρών εγγύτητας σελ.52 Πίνακας 4.2 Συγκεντρωτικός πίνακας βιβλιογραφίας για το facility to location CSLP σελ.70 Πίνακας 4.3 Συγκεντρωτικός πίνακας βιβλιογραφίας για το facility to site CSLP σελ.71 Πίνακας 5.1 Τιμές κόστους μεταφοράς μεταξύ εγκαταστάσεων σελ.80 Πίνακας 6.1 Λίστα εγκαταστάσεων εργοταξίου μελέτης περίπτωσης σελ. 98 Πίνακας 6.2 Κόστος κατασκευής προσωρινών εγκαταστάσεων σελ. 98 Πίνακας 6.3 Συντεταγμένες προκαθορισμένων τοποθεσιών σελ. 99 Πίνακας 6.4 Λίστα προσωρινών εγκαταστάσεων benchmark case study σελ.110 Πίνακας 6.5 Αποστάσεις μεταξύ τοποθεσιών case study σελ.111 Πίνακας 6.6 Μετακινήσεις μεταξύ εγκαταστάσεων case study σελ.111 Πίνακας 6.7 Σύγκριση αποτελεσμάτων μεταξύ της βιβλιογραφίας και του προτεινόμενου μοντέλου σελ.112 Πίνακας 6.8 Συγκεντρωτικά αποτελέσματα μελετών περίπτωσης unequal-area CSLP σελ.119 Πίνακας 6.9 Συγκεντρωτικά αποτελέσματα μελετών περίπτωσης equal-area CSLP σελ.126 Πίνακας 6.10 Συγκεντρωτικά αποτελέσματα μελετών τριών σεναρίων κόστους equal-area CSLP σελ.129 Πίνακας 6.11 Συγκεντρωτικά αποτελέσματα μελετών τριών σεναρίων κόστους equal-area CSLP με γερανό σελ.135

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 3.1 Κατηγοριοποίηση ανθρώπινου δυναμικού σελ.40 Σχήμα 4.1 Πίνακας διατάξεων με 5 εγκαταστάσεις σελ.48 Σχήμα 5.1 Διάγραμμα ροής γενετικού αλγορίθμου σελ.74 Σχήμα 6.1 Απεικόνιση της διάταξης των εγκαταστάσεων στο εργοτάξιο για το σενάριο C2 σελ.112 Σχήμα 6.2 Απεικόνιση χωροθέτησης των εγκαταστάσεων στο εργοτάξιο με θεώρηση κόστους και παράγοντα ασφαλείας (New-4) σελ.113 Σχήμα 6.3 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 1 σελ.115 Σχήμα 6.4 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 2 σελ.117 Σχήμα 6.5 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 3 σελ.118 Σχήμα 6.6 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 4 σελ.121 Σχήμα 6.7 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 5 σελ.123 Σχήμα 6.8 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 6 σελ.125 Σχήμα 6.9 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 7 σελ.127 Σχήμα 6.10 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 8 σελ.128 Σχήμα 6.11 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 9 σελ.130 Σχήμα 6.12 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 10 σελ.132 Σχήμα 6.13 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 11 σελ.133 Σχήμα 6.14 Απεικόνιση βέλτιστης διάταξης για τη Μελέτη Περίπτωσης 12 σελ.135 Σχήμα 6.15 Σύγκριση βέλτιστων διατάξεων για τις Μελέτες περίπτωσης 8 και 12 σελ.136

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 7.1 Γήπεδο Γ. Καραϊσκάκης και νοσοκομείο Καλαμάτας σελ. 11 Εικόνα 7.2 Αττική οδός σελ. 13 Εικόνα 7.3 Γέφυρα Ρίου-Αντιρρίου σελ. 13 Εικόνα 7.4 Προαστιακός σιδηρόδρομος σελ.13 Εικόνα 7.5 Εγκαταστάσεις ΟΛΠ σελ. 13 Εικόνα 7.6 Σήραγγα υπό κατασκευή σελ.14 Εικόνα 7.7 Σχηματική αναπαράσταση μονάδας παραγωγής αδρανών σελ.16 Εικόνα 2.8 Ολοκληρωμένο σύστημα παραγωγής αδρανών σε εργοτάξιο σελ.17 Εικόνα 2.9 Συγκρότημα παραγωγής αδρανών σελ.18 Εικόνα 2.10 Κινητή μονάδα παραγωγής σκυροδέματος σελ.19 Εικόνα 2.11 Εγκατάσταση παραγωγής σκυροδέματος ΤΙΤΑΝ σελ.19 Εικόνα 2.12 Σχηματική απεικόνιση ασφαλτικού συγκροτήματος σελ.20 Εικόνα 2.13 Ασφαλτικό συγκρότημα σε εργοτάξιο σελ.20 Εικόνα 2.14 Επεξεργασία σιδηροπλισμού σελ.21 Εικόνα 2.15 Συνεργείο μηχανημάτων σελ.22 Εικόνα 2.16 Αποθήκη υλικών και συνεργείο μηχανημάτων σελ.23 Εικόνα 2.17 Γραφεία στο εργοτάξιο σελ.24 Εικόνα 2.18 Παρουσίαση εργοταξίου για την κατασκευή φράγματος σελ.25 Εικόνα 2.19 Άλλη άποψη του εργοταξίου σελ.26 Εικόνα 2.20 Εργοταξιακά γραφεία και βοηθητικός χώρος για την επισκευή και στάθμευση μηχανημάτων σελ.26 Εικόνα 2.21 Το εργοτάξιο δίπλα στο φράγμα σελ.26 Εικόνα 2.22 Εργοτάξιο σταθμού μετρό σελ.27 Εικόνα 2.23 Μηχανήματα εκσκαφής στο κέντρο της Αθήνας σελ.27 Εικόνα 2.24 Σχηματική απεικόνιση εργοταξίου οδοποιίας σελ.28 Εικόνα 2.25 Εργοτάξιο οδοποιίας με κατασκευή σηράγγων σελ.28 Εικόνα 2.26 Εργοτάξιο κατασκευής προβλήτας σελ.29 Εικόνα 2.27 Οικοδομικό εργοτάξιο σελ.29 Εικόνα 5.1 Ένα χρωμόσωμα Χ με m γονίδια Εικόνα 5.2 Διασταύρωση (crossover) τύπου δύο σημείων σελ.74 Εικόνα 5.3 Διασταύρωση (crossover) τύπου ενός σημείου σελ.76 Εικόνα 5.4 Εισαγωγή στοιχείων ποσότητας μετακινήσεων σελ.76

Εικόνα 5.5 Εισαγωγή στοιχείων ποιότητας μετακινήσεων σελ.86 Εικόνα 5.6 Μητρώο συχνότητας μετακινήσεων σε ημερήσια βάση σελ.86 Εικόνα 5.7 Μητρώο μετακινήσεων με ενσωματωμένο το κόστος μετακινήσεων μεταξύ εγκαταστάσεων σελ.87 Εικόνα 5.8 Εισαγωγή συντεταγμένων προκαθορισμένων τοποθεσιών σελ.87 Εικόνα 5.9 Μητρώο αποστάσεων μεταξύ τοποθεσιών σελ.88 Εικόνα 5.10 Εισαγωγή κόστους μεταφοράς μεταξύ τοποθεσιών σελ.88 Εικόνα 5.11 Εισαγωγή κόστους κατασκευής εγκαταστάσεων σελ.89 Εικόνα 5.12 Εισαγωγή προτιμήσεων για την εκχώρηση εγκατάστασης σε τοποθεσία σελ.89 Εικόνα 5.13 Εισαγωγή προτιμήσεων για εγγύτητα μεταξύ των εγκαταστάσεων σελ.90 Εικόνα 5.14 Μητρώο μετασχηματισμού σελ.90 Εικόνα 5.15 Εισαγωγή γειτνίασης τοποθεσιών σελ.91 Εικόνα 5.16 Μητρώο γειτνίασης εγκαταστάσεων σελ.91 Εικόνα 5.17 Μητρώο υπολογισμών συνολικού κόστους μεταφοράς σελ.92 Εικόνα 5.18 Μητρώο αποστάσεων και βοηθητικό μητρώο υπολογισμών σελ.92 Εικόνα 5.19 Μητρώο κόστους μεταφοράς και βοηθητικό μητρώο υπολογισμών σελ.93 Εικόνα 5.20 Μητρώο συνολικού υπολογισμού προτιμήσεων εγγύτητας μεταξύ εγκαταστάσεων σελ.94 Εικόνα 5.21 Μητρώα συνολικού υπολογισμού προτιμήσεων Β και συνολικού κόστους σελ.95 Εικόνα 5.22 Υπολογισμός αντικειμενικής συνάρτησης σελ.95 Εικόνα 5.23 Παραγωγή βέλτιστης διάταξης σελ.95 Εικόνα 6.1 Απεικόνιση εργοταξίου και προκαθορισμένων τοποθεσιών σελ.96 Εικόνα 6.2 Μητρώο μετακινήσεων μελέτης περίπτωσης σελ.100 Εικόνα 6.3 Μητρώο μετακινήσεων με ενσωματωμένο κόστος μετακίνησης μεταξύ εγκαταστάσεων μελέτης περίπτωσης σελ.101 Εικόνα 6.4 Μητρώο αποστάσεων μεταξύ τοποθεσιών μελέτης περίπτωσης σελ.101 Εικόνα 6.5 Μητρώο κόστους κατασκευής μελέτης περίπτωσης σελ.102 Εικόνα 6.6 Μητρώο κόστους μεταφοράς μεταξύ τοποθεσιών μελέτης περίπτωσης σελ.102 Εικόνα 6.7 Μητρώο γειτνίασης τοποθεσιών μελέτης περίπτωσης σελ.103

Εικόνα 6.8 Μητρώο προτιμήσεων εκχώρησης εγκατάστασης σε τοποθεσία μελέτης περίπτωσης σελ.104 Εικόνα 6.9 Μητρώο προτιμήσεων εγγύτητας εγκαταστάσεων μελέτης περίπτωσης σελ.104 Εικόνα 6.10 Καθορισμός παραμέτρων Evolver σελ.105 Εικόνα 6.11 Καθορισμός κριτηρίου τερματισμού Evolver σελ.106 Εικόνα 6.12 Εισαγωγή αντικειμενικής συνάρτησης και περιορισμών στο Evolver σελ.107 Εικόνα 6.13 Αναδυόμενο παράθυρο Evolver για την πορεία της σύγκλισης σελ.107 Εικόνα 6.14 Αναδυόμενο παράθυρο τερματισμού Evolver σελ.108 Εικόνα 6.15 Αρχείο στοιχείων βελτιστοποίησης Evolver σελ.108 Εικόνα 6.16 Τελικό διάγραμμα πορείας σύγκλισης λύσεων Evolver σελ.109

1 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η χωροθέτηση εγκαταστάσεων εργοταξίου συνίσταται στην ορθολογική χρήση περιορισμένου χώρου στον οποίο θα τοποθετηθούν προσωρινές εγκαταστάσεις, οι οποίες θα συμβάλουν στην αποτελεσματική λειτουργία του εργοταξίου. Το πρόβλημα της χωροθέτησης εργοταξίου ορίζεται γενικά ως ο προσδιορισμός του σχήματος και του μεγέθους των εγκαταστάσεων που πρέπει να τοποθετηθούν, καθώς και των σχετικών θέσεών τους ώστε αφενός να ικανοποιούνται οι περιορισμοί ανάμεσά τους και, αφετέρου, να λειτουργούν αποτελεσματικά. Γενικά ο χωροταξικός σχεδιασμός εγκαταστάσεων αφορά το διαμερισμό μιας περιοχής σε κέντρα εργασίας, έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται το κόστος αλληλεπίδρασης μεταξύ αυτών των κέντρων. Οι περιορισμοί που τίθενται μπορεί να ποικίλλουν από απλούς περιορισμούς μη επικάλυψης μέχρι άλλους γεωμετρικούς περιορισμούς που αφορούν τον προσανατολισμό ή τις αποστάσεις μεταξύ των εγκαταστάσεων, δηλαδή τη σχετική θέση αυτών. Ο χωροταξικός σχεδιασμός είναι παράγοντας κρίσιμης σημασίας για την αύξηση της παραγωγικότητας στα εργοτάξια. Κακός προγραμματισμός του χώρου συνεπάγεται αυξημένα κόστη μεταφοράς, αναποτελεσματική χρήση των πόρων και διόγκωση του μη παραγωγικού χρόνου, ενώ έχει αρνητικές επιπτώσεις και στην ασφάλεια του εργοταξίου, με ένα μεγάλο ποσοστό ατυχημάτων να οφείλεται σε αυτόν. Σε μία βιομηχανία τόσο μεγάλη όσο η κατασκευαστική και σε μία εποχή που η ανταγωνιστικότητα ολοένα και αυξάνεται, με στόχο την αύξηση της ποιότητας του έργου και τη μείωση του κόστους, το πρόβλημα της βελτιστοποίησης χωροθέτησης εγκαταστάσεων στο εργοτάξιο αναδεικνύεται ολοένα και περισσότερο ως σημαντικό θέμα προς επίλυση στη διαχείριση τεχνικών έργων. Κρίνεται επομένως επιτακτικός ο σχεδιασμός πριν την έναρξη της κατασκευαστικής διαδικασίας της χωροθέτησης των εγκαταστάσεων εργοταξίου για την επίτευξη του βέλτιστου αποτελέσματος της κατασκευής. Εκτός όμως από τη μείωση του κόστους, την εμπρόθεσμη περάτωση των εργασιών και την παροχή εργασιών υψηλής ποιότητας, άλλοι παράγοντες όπως η ασφάλεια του εργοταξίου και η προστασία του περιβάλλοντος αναδεικνύονται ως εξίσου σημαντικοί. Τις τελευταίες δεκαετίες, η αύξηση της ασφάλειας στο εργοτάξιο απασχόλησε κατά κόρον τις κατασκευαστικές εταιρείες. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο υψηλό κόστος που συνεπάγονται τα εργατικά ατυχήματα, η ασφαλιστική αποζημίωση

2 των εργαζομένων στο εργοτάξιο, τα έμμεσα κόστη των ατυχημάτων και η αυξημένη περίπτωση δικαστικού αγώνα εξ αιτίας αυτών. Η σωστή εργοταξιακή οργάνωση είναι υψίστης σημασίας για τη μείωση των κινδύνων υγείας και των ατυχημάτων, αφού οι κυριότερες αιτίες τους μπορούν να τεθούν υπό έλεγχο μέσω της δημιουργίας μιας αποδοτικής εργοταξιακής διάταξης. Ο σχεδιασμός του εργοταξίου με θεώρηση περιβαλλοντικών παραγόντων θεωρείται πλέον απαραίτητο εργαλείο για τη μείωση των επιπτώσεων από περιβαλλοντικούς κινδύνους. Χαρακτηριστικά παραδείγματα περιβαλλοντικών κινδύνων είναι θορυβώδη εργαστήρια και εγκαταστάσεις που αναδίδουν αέρια, καπνό, σκόνη, επικίνδυνη ακτινοβολία και άλλες επιβλαβείς για την ανθρώπινη υγεία ουσίες. Κρίνεται επομένως σημαντική η κατάλληλη τοποθέτηση των εγκαταστάσεων αυτών έτσι ώστε να μειωθούν στο ελάχιστο οι επιπτώσεις τους για τη διαφύλαξη της υγείας του προσωπικού. Η σπουδαιότητα λοιπόν του προβλήματος της χωροθέτησης εγκαταστάσεων εργοταξίου έχει ωθήσει τους ερευνητές ανά τον κόσμο να ασχοληθούν με την εύρεση αποτελεσματικών μεθόδων αντιμετώπισής του. Το πρόβλημα της χωροθέτησης όμως ανήκει στα συνδυαστικά προβλήματα βελτιστοποίησης, πράγμα που καθιστά την επίλυσή του δύσκολη και χρονοβόρα. Συνεπώς, γίνεται αντιληπτό ότι δεν είναι εφικτή η χρήση της εξαντλητικής απαρίθμησης των λύσεων, αφού ακόμα και με χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή είναι εξαιρετικά δύσκολη και χρονοβόρα. Ακόμα και οι παραδοσιακές μέθοδοι, όπως ο γραμμικός και δυναμικός προγραμματισμός, εμφανίζουν δυσκολίες στην επίλυση ενός τέτοιου πολύπλοκου προβλήματος και απαιτούν υψηλό υπολογιστικό χρόνο. Τη δυσκολία αυτή έρχονται τις τελευταίες δεκαετίες να αντιμετωπίσουν οι λεγόμενες μεταευρετικές τεχνικές με δημοφιλέστερη τεχνική μεταξύ αυτών τους εξελικτικούς αλγορίθμους, οι οποίοι διευκολύνουν τη διαμόρφωση του προβλήματος, περιλαμβάνουν γραμμικές και μη γραμμικές σχέσεις και έχουν μικρότερο υπολογιστικό κόστος, ενώ δεν παγιδεύονται σε τοπικά ακρότατα. Οι τεχνικές αυτές υπόσχονται την εύρεση μιας σχεδόν βέλτιστης λύσης σε εύλογο χρονικό διάστημα, δηλαδή ακόμα και αν η λύση δεν είναι η βέλτιστη, βρίσκεται πολύ κοντά σε αυτή. Τα περισσότερα μοντέλα χωροθέτησης εγκαταστάσεων εργοταξίου που έχουν παρουσιαστεί μέχρι σήμερα στη βιβλιογραφία εστίαζαν περισσότερο στη μεθοδολογία του μοντέλου παρά στο ίδιο το πρόβλημα της χωροθέτησης, με συνέπεια είτε να αντιμετωπίζουν ένα πολύ απλοποιημένο πρόβλημα εστιάζοντας σε μία παράμετρο απόφασης και αγνοώντας τις υπόλοιπες, είτε να κάνουν χρήση μη

3 ρεαλιστικών υποθετικών θεωρήσεων οι οποίες δεν ανταποκρίνονται σε ένα πραγματικό πρόβλημα. Προκειμένου να γεφυρωθούν τα κενά μεταξύ ενός πραγματικού προβλήματος και ενός διαμορφωμένου μοντέλου, το μοντέλο πρέπει να δημιουργείται βασισμένο σε κάποιες λογικές θεωρήσεις. Στις περιπτώσεις όπου οι θεωρήσεις που γίνονται δεν ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα, οι λύσεις που βρίσκονται δεν έχουν κάποια ουσιαστική αξία. Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης είναι η βελτίωση της ρεαλιστικής αναπαράστασης του προβλήματος με ενσωμάτωση παραμέτρων κόστους και ασφάλειας στο μοντέλο και η διερεύνηση της πιθανής επίδρασης των παραμέτρων αυτών στην τελική διάταξη. Ένας δευτερεύων στόχος είναι η εξέταση της αποτελεσματικότητας των τελευταίων εξελίξεων στα μοντέλα βελτιστοποίησης (όπως εκπροσωπούνται από πρόσφατα ανεπτυγμένο εμπορικό λογισμικό εξελικτικών αλγορίθμων) και η σύγκριση της αποδοτικότητάς του για την επίτευξη βέλτιστων λύσεων με παλαιότερες μεθοδολογίες και εργαλεία βελτιστοποίησης. Στην παρούσα εργασία αναπτύσσεται ένα πολυκριτηριακό μοντέλο βελτιστοποίησης χωροθέτησης εγκαταστάσεων εργοταξίου, στο οποίο ενσωματώνονται οι παράμετροι κόστους μεταφοράς, κόστους κατασκευής ασφάλειας του εργοταξίου και προτιμήσεων εγγύτητας μεταξύ των εγκαταστάσεων σε μία ενιαία αντικειμενική συνάρτηση με στόχο την ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους και τη μεγιστοποίηση της ασφάλειας στο εργοτάξιο. Η διαδικασία βελτιστοποίησης για την παραγωγή της βέλτιστης λύσης πραγματοποιείται με χρήση γενετικών αλγορίθμων, οι οποίοι αποτελούν αν όχι τη δημοφιλέστερη μια από τις δημοφιλέστερες μεταευρετικές τεχνικές για το πρόβλημα της χωροθέτησης. Η δομή της εργασίας οργανώνεται ως εξής. Αρχικά, στο Κεφάλαιο 2 γίνεται περιγραφή των βασικών εργοταξιακών διατάξεων, της λειτουργίας των εγκαταστάσεων καθώς και των διατάξεων που απαιτούνται ανά τύπο κατασκευαστικού έργου. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται κάποια γενικά στοιχεία χωροθέτησης εργοταξίου, μαζί με τα χαρακτηριστικά των προσωρινών εγκαταστάσεων και κάποιους εμπειρικούς κανόνες χωροθέτησης. Στο Κεφάλαιο 4 γίνεται η διατύπωση του προβλήματος της χωροθέτησης εγκαταστάσεων εργοταξίου, σύντομη ανασκόπηση των κύριων τεχνικών αντιμετώπισής του και ανασκόπηση της βιβλιογραφίας μέχρι σήμερα. Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται το προτεινόμενο μοντέλο χωροθέτησης εγκαταστάσεων εργοταξίου. Γίνεται περιγραφή των κύριων στοιχείων της

4 χρησιμοποιούμενης μεθοδολογίας των γενετικών αλγορίθμων, των στοιχείων του μοντέλου που καταλήγουν στη συνάρτηση βελτιστοποίησης και του υπολογιστικού συστήματος που χρησιμοποιήθηκε για την υλοποίησή του. Το Κεφάλαιο 6 περιλαμβάνει την εφαρμογή του μοντέλου σε ένα πλήθος διαφορετικών περιπτώσεων, αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και σύγκριση με προβλήματα της βιβλιογραφίας. Τέλος, στο Κεφάλαιο 7 συνοψίζονται τα κυριότερα πορίσματα της ανάλυσης και παρατίθενται προτάσεις για περαιτέρω διερεύνηση.

5 2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ 2.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ Ως έργο ορίζεται το εγχείρημα κατά το οποίο ανθρώπινοι πόροι, μηχανές, οικονομικοί πόροι και πρώτες ύλες οργανώνονται κατά καινοφανή τρόπο, με στόχο την ανάληψη συγκεκριμένου αντικειμένου εργασιών που έχουν συγκεκριμένες προδιαγραφές και υπόκεινται σε δεδομένους κοστολογικούς και χρονικούς περιορισμούς, ώστε να παραχθεί μια επωφελής μεταβολή η οποία ορίζεται μέσω ποσοτικών και ποιοτικών στόχων. Ως εργοτάξιο ορίζεται ο χώρος μέσα ή κοντά στο έργο που εξυπηρετεί την κατασκευή του, αλλά και ο μηχανισμός παραγωγής έργων. H έννοια του εργοταξίου περιλαμβάνει το χώρο του έργου και όποιες πρόσθετες κατασκευές και χώρους είναι απαραίτητοι. Με τον όρο οργάνωση εργοταξίου γίνεται αναφορά στο σχεδιασμό, τις απαιτούμενες εγκαταστάσεις και τη λειτουργία των προσωρινών χώρων που θα χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση ενός έργου. Κάθε τύπος έργου απαιτεί διαφορετικά μηχανήματα και διάταξη εργοταξίου. Ακόμα και στον ίδιο τύπο μπορούν να εμφανιστούν διαφοροποιήσεις, ανάλογα με το μέγεθος του έργου και τις ειδικότερες συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή. Η πλειονότητα των έργων ωστόσο έχει κάποια κοινά χαρακτηριστικά και απαιτήσεις που εκπληρώνονται με κοινού τύπου διατάξεις. Ειδικότερα, κάθε εργοτάξιο αποτελείται από: Διατάξεις διοίκησης και υποστήριξης: Οι εγκαταστάσεις αυτές εξυπηρετούν τα άτομα που κατευθύνουν την εκτέλεση του έργου. Οι εγκαταστάσεις διοίκησης και υποστήριξης περιλαμβάνουν τα εργοταξιακά γραφεία με τον εξοπλισμό τους, τις αποθήκες, τα συνεργεία επισκευών και τις βοηθητικές εγκαταστάσεις, όπως ιατρείο, χώρους εστίασης και ανάπαυσης του προσωπικού κ.α. Διατάξεις παραγωγής: Οι εγκαταστάσεις αυτές αποτελούν τον εκτελεστικό μηχανισμό του έργου και διακρίνονται σε σταθερές και κινητές. Οι σταθερές διατάξεις παραγωγής περιλαμβάνουν τα συγκροτήματα παραγωγής τα οποία στην αρχή του έργου συναρμολογούνται και εξυπηρετούν το έργο ενώ στο τέλος αποσυναρμολογούνται και μεταφέρονται σε άλλη θέση. Οι σταθερές μονάδες λειτουργούν ως βιομηχανικές μονάδες μέσα σε ένα εργοτάξιο. Οι

6 κινητές διατάξεις, περιλαμβάνουν τις ομάδες εργασίας (συνεργεία) που αποτελούνται από το προσωπικό και τον εξοπλισμό τους. Προϋπόθεση για την έναρξη κάθε έργου αποτελούν κάποιες τεχνικές-οικοδομικές εργασίες, οι οποίες θα εξασφαλίσουν τη σωστή λειτουργία του. Συνοπτικά αναφέρονται οι εξής: Διαμόρφωση προσβάσεων από και προς το εργοτάξιο Απομάκρυνση δικτύων Οργανισμών Κοινής Ωφέλειας (ΟΚΩ) Εκσκαφές και διαμόρφωση πεδίου κατασκευής εργοταξιακών χώρων Κατασκευή κτιριακών εγκαταστάσεων (γραφεία, συνεργείο, εργαστήρια κλπ.). Σύνδεση με δίκτυα ΟΚΩ 2.1.1 Δίκτυα παροχών Η ολοκληρωμένη λειτουργία ενός εργοταξίου προϋποθέτει την ύπαρξη κάποιων παροχών, οι οποίες είναι αναγκαίες για τη λειτουργία των κτιριακών εγκαταστάσεων και των μηχανημάτων του έργου. Η ύπαρξη των δικτύων παροχών μπορεί να επηρεάσει καθοριστικά τη θέση των εργοταξιακών εγκαταστάσεων αφού χωρίς αυτά δεν είναι δυνατή η λειτουργία πολλών κύριων ή βοηθητικών μηχανημάτων ή ακόμη και κτιριακών υποδομών. Τα κυριότερα δίκτυα υποδομών περιλαμβάνουν τα εξής: Ύδρευση Ηλεκτρικό ρεύμα Τηλεπικοινωνίες 2.1.1.1 Ύδρευση Η παροχή ύδρευσης είναι καθοριστική για το εργοτάξιο, αφού το νερό είναι απαραίτητο στοιχείο για τη λειτουργία του. Πραγματοποιείται: Με σύνδεση στο υπάρχον δίκτυο της περιοχής ή Με αποθήκευση νερού σε δεξαμενές ή κατασκευή γεώτρησης. Η λύση αυτή επιλέγεται στις περιπτώσεις που οι αποστάσεις από το υπάρχον δίκτυο είναι μεγάλες και η σύνδεση οικονομικά ασύμφορη.

7 2.1.1.2 Ηλεκτρικό ρεύμα Οι ανάγκες εργοταξίου σε ηλεκτρικό ρεύμα καλύπτονται με τους παρακάτω τρόπους: Σύνδεση του εργοταξίου στο δημόσιο δίκτυο Παραγωγή ρεύματος στο εργοτάξιο με γεννήτριες Το ηλεκτρικό ρεύμα παράγεται στο εργοτάξιο όταν συντρέχει κάτι από τα παρακάτω: Δεν υπάρχει σε κοντινή απόσταση από το εργοτάξιο δημόσιο δίκτυο και οι οικονομικές απαιτήσεις για τη μετακίνησή του είναι μεγάλες. Το υπάρχον δίκτυο δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις του εργοταξίου σε ηλεκτρικά φορτία ή δεν υπάρχει εξασφαλισμένη ροή ρεύματος. Το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο εργοτάξιο είναι μικρότερο από τη συνολική δαπάνη που θα απαιτηθεί για τη λήψη από το δημόσιο δίκτυο. Το ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται για ηλεκτροφωτισμό του εργοταξίου και των εγκαταστάσεων του (φωτισμός λειτουργίας, φωτισμός ασφάλειας) και όταν απαιτείται για την κίνηση των ηλεκτροκίνητων μηχανημάτων. Σε περιπτώσεις όπου το εργοτάξιο εργάζεται τις νυχτερινές ώρες, απαιτείται η μελέτη επαρκή φωτισμού σε όλες τις θέσεις εργασίας, ώστε να εξασφαλίζεται η δυνατότητα άνετης εργασίας και να περιορίζεται ο κίνδυνος εργατικών ατυχημάτων. 2.1.1.3 Τηλεπικοινωνίες Οι τηλεπικοινωνίες στο εργοτάξιο καλύπτονται ως εξής: Σύνδεση με το τηλεφωνικό δίκτυο της περιοχής Χρήση κινητών τηλεφώνων Χρήση μεγαφωνικής εγκατάστασης για διαβίβαση οδηγιών από το συντονιστή του έργου Οι τηλεπικοινωνίες στο εργοτάξιο διακρίνονται σε εσωτερικές και εξωτερικές: Εξωτερική σύνδεση: Επικοινωνία με τα κεντρικά γραφεία της εταιρείας, με προμηθευτές, υπηρεσίες κλπ. Εσωτερική σύνδεση: Επικοινωνία μεταξύ των γραφείων του εργοταξίου και με άλλα τμήματα εργασίας (συνεργεία, λατομεία κλπ). Η δυνατότητα

8 ενδοεπικοινωνίας είναι απαραίτητη για την αποφυγή άσκοπων μετακινήσεων του προσωπικού εντός του έργου και τη διευκόλυνση της καθοδήγησης και του ελέγχου του προσωπικού από τη διοίκηση. 2.1.2 Δομή εργοταξίου Εκτός των δικτύων υποδομής, κάθε εργοτάξιο αποτελείται από κάποιες ορισμένες κατηγορίες εγκαταστάσεων, τα γενικά χαρακτηριστικά των οποίων αναλύονται παρακάτω. 2.1.2.1 Γραφεία διοίκησης και εγκαταστάσεις παραμονής προσωπικού Κάθε εργοτάξιο περιλαμβάνει τις απαιτούμενες κτιριακές εγκαταστάσεις και εξοπλισμό (γραφεία, Η/Υ κλπ.) για την άνετη παραμονή και εργασία του προσωπικού, οι οποίες θα πρέπει να βρίσκονται πλησίον του εκτελούμενου έργου. Οι χώροι που μπορεί να απαιτηθούν είναι οι εξής: Γραφείο εργοταξιάρχη ή διευθυντή έργου Γραφείο διοικητικού προϊσταμένου (project manager) του έργου Γραφείο της γραμματείας και του προσωπικού υποστήριξης του έργου Γραφείο μηχανικών, εργοδηγών, σχεδιαστών κλπ. Γραφείο των υπολοίπων διοικητικών υπηρεσιών (λογιστήριο, προμηθειών, μισθοδοσίας υπαλλήλων κλπ.) Χώρος για τους επιβλέποντες μηχανικούς του έργου Τέλος, σε εργοτάξια που βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές και κρίνεται απαραίτητη η διαμονή του εργατοτεχνικού προσωπικού στο εργοτάξιο, κατασκευάζονται κατάλληλοι χώροι διαμονής. 2.1.2.2 Εγκαταστάσεις παραγωγής Εγκαταστάσεις παραγωγής θεωρούνται όλα τα μηχανήματα τα οποία εξοπλίζουν ένα εργοτάξιο και είναι απαραίτητα για την εκτέλεση των εργασιών. Αυτές μπορεί να είναι : Μεμονωμένα μηχανήματα αυτοτελώς εργαζόμενα Συγκροτήματα μηχανημάτων που εργάζονται σε συνεργασία μεταξύ τους

9 Μία άλλη διάκριση που μπορεί να γίνει στα μηχανήματα αυτά έχει σχέση με τη δυνατότητά τους να μετακινηθούν μέσα στο εργοτάξιο. Διακρίνονται σε: Κινητά μηχανήματα: Ονομάζονται τα μηχανήματα που μπορούν να μετακινηθούν εντός του εργοταξίου. Μεταφέρονται στο έργο αυτοκινούμενα ή επάνω σε πλατφόρμα. Σταθερά εγκατεστημένα μηχανήματα: Ονομάζονται τα μηχανήματα που λειτουργούν μόνιμα σε σταθερή θέση (π.χ. συγκρότημα παραγωγής ασφάλτου) ή σε τροχιές (γερανοί). Μεταφέρονται στο εργοτάξιο αφού πρώτα αποσυναρμολογηθούν. Σε ένα εργοτάξιο πρέπει να προσδιορίζεται το είδος και το μέγεθος των μηχανημάτων τα οποία θα απασχοληθούν σε αυτό. Απαιτείται η βέλτιστη επιλογή για την αποφυγή αρνητικών επιπτώσεων στο κόστος της κατασκευής. 2.1.2.3 Οδικό δίκτυο εργοταξίου Για τη διασφάλιση της προσπέλασης προς το δημόσιο οδικό δίκτυο αλλά και για την κυκλοφορία από και προς τους χώρους του εργοταξίου, δημιουργείται δίκτυο δρόμων που το εξυπηρετούν. Το εσωτερικό οδικό δίκτυο πρέπει να ικανοποιεί τις εξής αρχές: Να υπάρχουν οι απαραίτητες αποστάσεις ασφαλείας από μηχανήματα, ικριώματα κλπ. Να επιδιώκεται η κυκλοφορία να γίνεται προς μία κατεύθυνση, ώστε να μειώνονται οι κίνδυνοι ατυχημάτων Οι ακτίνες καμπυλότητας να είναι προσαρμοσμένες στις διαστάσεις των οχημάτων που πρόκειται να κυκλοφορήσουν Οι κατά μήκος κλίσεις του οδικού δικτύου να μην υπερβαίνουν το 10% ενώ για ειδικές περιπτώσεις (ορεινά εργοτάξια) το 15% Τα οχήματα μεταφορών να προσεγγίζουν εύκολα στις θέσεις εκφόρτωσης 2.1.2.4 Αποθηκευτικοί χώροι Τα δομικά υλικά που χρησιμοποιούνται στο έργο αποθηκεύονται σε αποθηκευτικούς χώρους, ανοιχτούς ή κλειστούς, υπαίθριους ή στεγασμένους,

10 ανάλογα με την ευαισθησία των υλικών στις καιρικές συνθήκες και τη συνολική τους αξία, αφού τα ακριβά υλικά μπορούν να γίνουν αντικείμενα κλοπής. 2.1.2.5 Εργαστήρια ποιοτικού ελέγχου Στα εργαστήρια ποιοτικού ελέγχου γίνεται η παρακολούθηση της ποιότητας των υλικών που χρησιμοποιούνται στις εκτελούμενες εργασίες. Προσκομίζονται δοκίμια από υλικά που ενσωματώνονται στο έργο και γίνονται οι απαιτούμενοι έλεγχοι. Σε πολύ μεγάλα εργοτάξια, στα εργαστήρια ποιοτικού ελέγχου μπορούν να εξετασθούν δοκίμια από υλικά όπως: Σκυροδέματα Ασφαλτικά υλικά Εδαφικό υλικό Αδρανή Δομικός χάλυβας Σε περίπτωση εργοταξίων μεσαίου μεγέθους τα εργαστήρια ποιοτικού ελέγχου εξετάζουν κυρίως σκυρόδεμα και αδρανή υλικά, ενώ σε μικρά εργοτάξια τα δοκίμια προσκομίζονται σε εξωτερικά εργαστήρια. 2.1.3 Διάταξη εργοταξίου Η διάταξη του εργοταξίου καθορίζεται έτσι ώστε να διευκολύνεται η ανάπτυξη των εργασιών σε αυτό. Οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάταξη είναι: Το είδος του έργου: π.χ. συγκεντρωμένο εργοτάξιο σε έργο οικοδομής, απλωμένο κατά μήκος σε έργο οδοποιίας. Το μέγεθος του έργου: π.χ. διαφορετική διάταξη για μία κατοικία αντί σε αντίθεση με συγκρότημα κατοικιών. Η θέση του έργου: π.χ. περιορισμένος χώρος για το εργοτάξιο όταν το έργο βρίσκεται σε αστικό περιβάλλον. Η φύση του εδάφους: π.χ. αν το έργο γίνεται σε περιοχή µε ανώμαλο έδαφος, τοποθετείται στην κοντινότερη ομαλή περιοχή και κατασκευάζεται δρόμος πρόσβασης. Η ροή της εργασίας: Εξασφάλιση ελεύθερης πρόσβασης, ανεμπόδιστης μεταφοράς και κυκλοφορίας, ορθολογική αποθήκευση υλικών έτσι ώστε το

11 σύνολο των εργασιών να πραγματοποιείται χωρίς να εμποδίζει η μία την άλλη. Υπάρχουν γενικά κάποιοι βασικοί εμπειρικοί κανόνες οι οποίοι έχουν αναπτυχθεί για τη διάταξη του εργοταξίου όπως για παράδειγμα: Τα γραφεία να είναι κοντά στην είσοδο για την ασφάλεια του προσωπικού αλλά και για να μην εμποδίζουν αυτοί τις εργασίες των συνεργείων. Οι αποθήκες των υλικών να είναι κοντά στους τόπους κατεργασίας τους για να την αποφυγή περιττών δρομολογίων. 2.1.4 Κατηγορίες εργοταξιακών διατάξεων Με βάση τη μορφή του εργοταξίου και τη μέθοδο εφαρμογής των δομικών μηχανών, διακρίνονται οι παρακάτω βασικές κατηγορίες εργοταξιακών διατάξεων: Εργοτάξια οικοδομικών έργων Εργοτάξια έργων υποδομής Εργοτάξια ενεργειακών και βιομηχανικών έργων 2.1.4.1 Εργοτάξια οικοδομικών έργων Παραδείγματα μεγάλων οικοδομικών έργων ανάλογα με τη χρήση του κτιρίου: Ξενοδοχεία Νοσοκομεία Αθλητικά κέντρα Εικόνα 2.1 Γήπεδο Γ. Καραϊσκάκης και νοσοκομείο Καλαμάτας

12 Τα εργοτάξια των οικοδομικών έργων χαρακτηρίζονται συνήθως ως μικρά αφού ο χώρος που καταλαμβάνουν είναι περιορισμένος. Οι εργασίες που λαμβάνουν χώρα σε ένα οικοδομικό εργοτάξιο διακρίνονται σε: Χωματουργικές εργασίες που περιλαμβάνουν τις εκσκαφές των θεμελίων και τη διαμόρφωση του περιβάλλοντος χώρου: Για την εκτέλεση των εργασιών αυτών απαιτούνται χωματουργικά μηχανήματα όπως εκσκαφείς, υδραυλικές σφύρες, συμπυκνωτές και οχήματα μεταφοράς των υλικών εκσκαφής. Εργασίες φέροντος οργανισμού και λοιπές οικοδομικές εργασίες: Για τις εργασίες αυτές χρησιμοποιούνται μηχανήματα παρασκευής, μεταφοράς και εναπόθεσης σκυροδέματος, όπως μπετονιέρες, αντλίες σκυροδέματος, καθώς και συγκρότημα παραγωγής σκυροδέματος. Γίνεται χρήση ικριωμάτων για το καλούπωμα και οικοδομικών και κινητών γερανών για τη μεταφορά και ανέγερση του οπλισμού και άλλων υλικών. Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών σκυροδέτησης και εκχώρησης οπλισμού, εκτελούνται οι εργασίες σχετικές με την κατασκευή τοιχοποιίας και το σοβάτισμα από εξειδικευμένο προσωπικό. Ηλεκτρομηχανολογικές εργασίες οι οποίες εκτελούνται από ομάδες ηλεκτρολόγων και υδραυλικών. Οι εργασίες αυτές συνήθως δεν απαιτούν τη χρήση ειδικών μηχανημάτων και πραγματοποιούνται αποκλειστικά από το ανθρώπινο δυναμικό. 2.1.4.2 Εργοτάξια έργων υποδομής Τα εργοτάξια έργων υποδομής μπορεί να αφορούν έργα: Οδικά Σιδηροδρομικά Λιμενικά Γέφυρες Σήραγγες Τα εργοτάξια των έργων υποδομής χαρακτηρίζονται ως μεγάλα εργοτάξια και διακρίνονται για την πολυπλοκότητα, το μέγεθος του ανθρώπινου δυναμικού που απαιτείται για την εκτέλεσή τους και την ανάγκη για τη χρησιμοποίηση πολλών και εξειδικευμένων μηχανημάτων. Τα εργοτάξια αυτά έχουν μεγάλη έκταση και μπορεί να απέχουν από το σημείο εκτέλεσης των εργασιών. Στα εργοτάξια έργων υποδομής

13 χρησιμοποιούνται πολλά είδη μηχανημάτων όπως: μηχανήματα εκσκαφής και διαμόρφωσης εδαφών, φορτηγά οχήματα και dumpers, γερανοί κινητοί και τηλεσκοπικοί, μπετονιέρες και αντλίες για τις σκυροδετήσεις, ασφαλτικά μηχανήματα, οδοστρωτήρες διαφόρων μεγεθών, καθώς και μηχανήματα βοηθητικά όπως αεροσυμπιεστές και γεννήτριες. Εικόνα 2.2 Αττική οδός Εικόνα 2.3 Γέφυρα Ρίου-Αντιρρίου Εικόνα 2.4 2.2 Προαστιακός σιδηρόδρομος Εικόνα 2.52.3 Εγκαταστάσεις ΟΛΠ ΟΛΠ Λόγω του μεγέθους του έργου συνήθως κρίνεται οικονομικά συμφέρουσα η εγκατάσταση και χρήση ιδιόκτητων συγκροτημάτων σκυροδέματος, ασφαλτικών καθώς και σπαστηροτριβείων. Απαιτείται ακόμη πρόβλεψη μεγάλων χώρων για την προσωρινή εναπόθεση αδρανών υλικών και τη στάθμευση οχημάτων και μηχανημάτων. Τέλος, απαιτείται η ανάπτυξη εκτεταμένου δικτύου νερού και ηλεκτροδότησης για την κάλυψη των αναγκών του εργοταξίου.

14 Εικόνα 2.4 Σήραγγα Εικόνα υπό 2.6 κατασκευή Σήραγγα υπό κατασκευή 2.1.4.3 Εργοτάξια ενεργειακών και βιομηχανικών έργων Τα εργοτάξια ενεργειακών και βιομηχανικών έργων αφορούν την κατασκευή: Βιομηχανιών Σταθμών παραγωγής ενέργειας Τα εργοτάξια αυτού του τύπου θεωρούνται μεσαίου τύπου και είναι ένας συνδυασμός οικοδομικού και ηλεκτρομηχανολογικού εργοταξίου. Συνεπώς χρησιμοποιούνται μηχανήματα απαραίτητα για την εκτέλεση οικοδομικών εργασιών όπως περιγράφηκε παραπάνω και παράλληλα συνεργεία για την εκτέλεση ιδιαίτερων ηλεκτρολογικών και μηχανολογικών εργασιών. 2.1.5 Παρουσίαση εγκαταστάσεων εργοταξίου Οι εγκαταστάσεις εργοταξίου, όπως προαναφέρθηκε, διακρίνονται σε σταθερές εγκαταστάσεις, οι οποίες είναι ο σταθερός μηχανισμός παραγωγής, και σε κινητές, δηλαδή τα μηχανήματα. Οι σταθερές εγκαταστάσεις με τη σειρά τους διακρίνονται σε εγκαταστάσεις παραγωγής και βοηθητικές εγκαταστάσεις. Οι κυριότερες σταθερές εγκαταστάσεις παραγωγής είναι: Συγκρότημα (εγκατάσταση) παραγωγής αδρανών υλικών Συγκρότημα (εγκατάσταση) παραγωγής σκυροδέματος (προϊόντων τσιμέντου ή ασφαλτοσκυροδέματος) Συγκρότημα (εγκατάσταση) κοπής και επεξεργασίας δομικού σιδήρου

15 Συγκρότημα παραγωγής ασφαλτομίγματος (εάν πρόκειται για εργοτάξιο οδοποιίας) Συγκρότημα σπαστηροτριβείου για τη διαλογή και την επεξεργασία των υλικών εκσκαφής για τη χρησιμοποίησή τους στις επιχώσεις του έργου Οι κυριότερες σταθερές βοηθητικές εγκαταστάσεις είναι: Συγκρότημα συντήρησης μηχανημάτων, όπου πραγματοποιείται η επισκευή και συντήρηση του μηχανολογικού εξοπλισμού Αποθήκες υλικών και ανταλλακτικών Συγκρότημα παραγωγής και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας Εγκαταστάσεις πεπιεσμένου αέρα Εργαστήρια ποιοτικού ελέγχου Πρατήριο καυσίμων και πλυντήριο οχημάτων Γραφεία και χώροι ανάπαυσης προσωπικού Φυλάκια και περίφραξη εργοταξίου Χώροι υγιεινής Παρακάτω αναλύονται τα χαρακτηριστικά των κυριότερων βοηθητικών και εγκαταστάσεων παραγωγής. 2.1.5.1 Συγκρότημα παραγωγής αδρανών (λατομείο) Τα αδρανή υλικά είναι στοιχείο υψηλής σημασίας για όλα τα δομικά έργα, αφού μαζί με το τσιμέντο και τον χάλυβα αποτελούν μεγάλο τμήμα της κύριας κατασκευής. Τα αδρανή υλικά αναμιγνύονται με άλλα προκειμένου να προσδώσουν συμπαγή υποδομή στη δομική κατασκευή. Για την παραγωγή αδρανών υλικών μπορούν να χρησιμοποιηθούν φυσικοί βράχοι ή άλλο κατάλληλο κοκκώδες υλικό. Συνήθως λαμβάνονται (υπό κατάλληλη διαβάθμιση) από φυσικά ορυχεία (κοίτες ποταμών, χειμάρρων κλπ.) ή από λατομεία τα οποία δημιουργούνται σε βραχώδεις λόφους ή γενικά περιοχές με βραχώδη σύσταση. Τα αδρανή υλικά που υφίστανται την κατάλληλη επεξεργασία και διαθέτουν την επιθυμητή σύσταση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή τσιμέντου, την επιφανειακή διάστρωση πριν την τελική επίστρωση δρόμου, την παραγωγή σκυροδέματος κλπ. Στα λατομεία γίνεται απόσπαση βραχωδών όγκων και στη συνέχεια θραύση και διαχωρισμός κατά μέγεθος. Οι λατομικές εγκαταστάσεις αποτελούνται κυρίως από

16 σπαστήρες, όπου γίνεται η θραύση της πρώτης ύλης των αδρανών για την επίτευξη του απαιτούμενου μεγέθους και σχήματος και από κόσκινα, όπου πραγματοποιείται ο καθαρισμός και η επιλογή των κόκκων. Τα επιμέρους στοιχεία και η διάταξη της εγκατάστασης εξαρτώνται από το είδος των πετρωμάτων, το μέγεθος των προς θραύση λίθων, την κοκκομετρική σύνθεση και τον επιθυμητό βαθμό καθαρότητας των αδρανών. Η πρώτη ύλη γα την τροφοδότηση του συγκροτήματος παραγωγής αδρανών μπορεί να προέρχεται από λατομείο, βράχο, φυσικό αμμοχάλικο, από σκωριώδη λάβα, επιφανειακό στρώμα λίθων κλπ. Εικόνα 2.7 Σχηματική αναπαράσταση μονάδας παραγωγής αδρανών Τα συγκροτήματα παραγωγής αδρανών περιλαμβάνουν: Τροφοδοτικά συστήματα και χοάνες για την παραλαβή της πρώτης ύλης (ακατέργαστο ή ημικατεργασμένο υλικό). Θραυστήρες για την κατακερμάτιση και μορφοποίηση του υλικού Ιμάντες μεταφοράς και τροχοφόρους κάδους για τη μεταφορά του υλικού στα διαδοχικά στάδια κατεργασίας και την τελική απόθεση σε σωρούς ή συσκευασία. Κόσκινα για το διαχωρισμό, τη βαθμονόμηση ή την ομοιογενή αποθήκευση του κατεργασμένου ή ημικατεργασμένου υλικού. Σιλό ή άλλα αποθηκευτικά συγκροτήματα για το έτοιμο προϊόν με ελεγχόμενες χοάνες παραλαβής υλικού από φορτηγά ή συστήματα συσκευασίας. Πλυντήρια για την απομάκρυνση των προσμίξεων Προωθητές, φορτωτές και μεταφορικά μηχανήματα

17 Οι θραυστήρες ή σπαστήρες τροποποιούν το φυσικό υλικό σε μέγεθος και σε σχήμα. Το ακατέργαστο υλικό, πριν οδηγηθεί στους θραυστήρες υπόκειται σε φυσικό διαχωρισμό (πιθανή αφαίρεση χωμάτων ή ανεπιθύμητων προσμίξεων). Οι θραυστήρες διακρίνονται σε αρχικής, δευτερεύουσας και τρίτης θραύσης ανάλογα με τη φάση κατακερμάτισης της πρώτης ύλης στο επιθυμητό μέγεθος. Μορφολογικά και λειτουργικά διακρίνονται σε θραυστήρες με σιαγώνες, περιστροφικούς, κρουστικούς και μονοκύλινδρους. Συνήθως παραλαμβάνουν με ειδικούς τροφοδότες και χοάνες την πρώτη ύλη (ακατέργαστο υλικό) σε διαστάσεις αρκετά μεγάλες (π.χ. βράχους των οποίων η μεγαλύτερη διάσταση μπορεί να φτάνει τα 1.2 m). Πρακτικά, ένας θραυστήρας αδυνατεί να δώσει θραύσματα του 1/100 του αρχικού μεγέθους σε μία μόνο φάση. Γι αυτό χρησιμοποιούνται θραυστήρες διαδοχικής μείωσης των διαστάσεων (δευτερεύοντες θραυστήρες). Συχνά, χρειάζεται διπλός ή τριπλός θραυστήρας με σύστημα κώνου ή με ρότορα μαχαιριών. Οι απαιτούμενες ιδιότητες από τα παραγόμενα αδρανή σχετίζονται άμεσα με τον προορισμό τους. Η σκληρότητα, η αντοχή σε κρούση, η αντίσταση σε τριβή, το ειδικό βάρος, η τελική μορφή και το μέγεθος, η παρουσία οργανικής ύλης, μαλακών σωματιδίων, η καθαρότητα κλπ. είναι σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να ελεγχθούν για την αξιολόγηση της πρώτης ύλης. Υπάρχουν αυστηρές προδιαγραφές για τα αδρανή τα οποία προορίζονται για κατασκευές από σκυρόδεμα ή ασφαλτοστρώσεις, οι οποίες πρέπει να τηρούνται σχολαστικά. Για χρήση σε σκυρόδεμα ή ασφαλτόστρωση, απαιτείται σκληρή, ανθεκτική πρώτη ύλη, απαλλαγμένη από ξένες ουσίες και κατάλληλη για την εύκολη διαβάθμισή της σε ομοιογενή σύνολα, με κύριο κριτήριο το μέγεθος των θραυσμάτων. Εικόνα 2.8 Ολοκληρωμένο σύστημα παραγωγής αδρανών σε εργοτάξιο [1]

18 Εικόνα 2.9 Συγκρότημα παραγωγής αδρανών [1] 2.1.5.2 Συγκρότημα παραγωγής σκυροδέματος Το συγκρότημα παραγωγής σκυροδέματος τροφοδοτείται κυρίως με αδρανή υλικά, τσιμέντο και νερό. Τα αδρανή μπορεί να είναι λεπτόκοκκα, όπως η άμμος, και χονδρόκοκκα, όπως το χαλίκι. Επειδή το σκυρόδεμα είναι υλικό μεγάλου ειδικού βάρους, η παραγωγή του δεν πρέπει να απέχει χρονικά από τη σκυροδέτηση των κατασκευών και δεδομένου ότι στα εργοτάξια συνήθως διακινούνται μεγάλες ποσότητες σκυροδέματος, η μονάδα παραγωγής επιβάλλεται να είναι πλησίον της θέσης του έργου. Τα συγκροτήματα παραγωγής σκυροδέματος που χρησιμοποιούνται σε εργοτάξια αποτελούνται από δύο τμήματα, ένα για τα αδρανή υλικά, με τις ζυγιστικές και τροφοδοτικές διατάξεις, και ένα για την ανάμιξη και τροφοδότηση του μίγματος στα μεταφορικά μέσα. Η μονάδα παραγωγής σκυροδέματος γενικά περιλαμβάνει: αποθήκες αδρανών υλικών σιλό τσιμέντου δοχεία αδρανών διαβαθμισμένων ξηραντήριο ζυγιστήριο ιμάντες μεταφοράς των υλικών και χοάνες εξαγωγής αναμικτήρα και χώρο φόρτωσης του έτοιμου σκυροδέματος μέσα μεταφοράς όπως μπετονιέρες ή κάδους οικοδομικού γερανού μέσα διάστρωσης (αντλίες διάστρωσης και/ή διατάξεις συμπύκνωσης) Τα αδρανή υλικά αποθηκεύονται μέσα σε μεταλλικές τροφοδοτικές αποθήκες χωρητικότητας από 40 έως 100 m 3. Κάτω από τα σιλό είναι τοποθετημένοι οι ζυγοί αδρανών υλικών, οι οποίοι μετά τη διαδοχική αυτόματη ζύγιση, απορρίπτουν το υλικό πάνω σε ένα οριζόντιο μεταφορικό ιμάντα. Στα περισσότερα συγκροτήματα ο

19 μεταφορικός ιμάντας διαμορφώνεται ως ζυγός αδρανών υλικών και δεν υπάρχουν ξεχωριστοί ζυγοί για κάθε αποθήκη. Ο οριζόντιος ιμάντας μεταφέρει τα ζυγισμένα υλικά σε ένα συνεχόμενο μεταφορικό ιμάντα, ο οποίος έχει κλίση από 18 ο έως 45 ο και ανεβάζει τα αδρανή στον αναμικτήρα. Το τσιμέντο τροφοδοτείται από τις αποθήκες (σιλό τσιμέντου) στο ζυγό τσιμέντου με τροφοδοτικό κοχλία. Μια αντλία τροφοδοτεί με νερό το δοχείο-ζυγαριά και από εκεί το νερό απορρίπτεται στον αναμικτήρα. Ο αναμικτήρας είναι τοποθετημένος στο συγκρότημα ψηλά ώστε να μπορεί από κάτω να μπει η μπετονιέρα για τη φόρτωση. Τα συγκροτήματα παραγωγής σκυροδέματος έχουν απόδοση 40-120 m 3 /h. Για τη λειτουργία τους χρειάζεται ένας μικρός φορτωτής για την τροφοδοσία των αποθηκών με αδρανή υλικά και ένας χειριστής. Οι σύγχρονες μονάδες είναι πλήρως αυτοματοποιημένες και η λειτουργία τους γίνεται με τη βοήθεια αυτοματισμού που αποτελεί συνδυασμό ηλεκτρονικού υπολογιστή, προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή (PLC), εκτυπωτή και βιομηχανικού πληκτρολογίου. Εικόνα 2.10 : Κινητή μονάδα παραγωγής σκυροδέματος [1] Εικόνα 2.11 : Εγκατάσταση παραγωγής σκυροδέματος ΤΙΤΑΝ[1] 2.1.5.3 Συγκρότημα παραγωγής ασφαλτομίγματος Το ασφαλτόμιγμα αποτελείται από αδρανή υλικά, άσφαλτο και φίλλερ. Η διαδικασία παραγωγής του αποτελείται από τα εξής βήματα: Τροφοδότηση με τη βοήθεια φορτωτή των αποθηκών αδρανών υλικών Δοσομέτρηση των υλικών ώστε αυτά να τροφοδοτούνται στον αναμικτήρα στις σωστές αναλογίες Ξήρανση των αδρανών υλικών

20 Αποκονίωση, δηλαδή συγκράτηση του λεπτοφυούς υλικού (φίλλερ) Διαχωρισμό των υλικών στις διάφορες διαβαθμίσεις Ζύγιση των διαβαθμισμένων υλικών Ανάμιξη, κατά την οποία τα ζυγισμένα διαβαθμισμένα υλικά, η άσφαλτος και το φίλλερ αναμιγνύονται για την παραγωγή ασφαλτικού μίγματος. Φόρτωση οχημάτων, όπου το παραγόμενο μίγμα διατηρείται μέσα σε μια αποθήκη στην κατάλληλη θερμοκρασία με τη βοήθεια θερμού λαδιού το οποίο κυκλοφορεί γύρω από τη δεξαμενή φορτώσεως. Εικόνα 2.12: Σχηματική απεικόνιση Εικόνα 2.13: Ασφαλτικό συγκρότημα ασφαλτικού συγκροτήματος [1] σε εργοτάξιο [1] Στην Εικόνα 2.12 απεικονίζεται σχηματικά ένα ασφαλτικό συγκρότημα. Για την εκπλήρωση της διαδικασίας παραγωγής το συγκρότημα αποτελείται από: 1. Την αποθήκη αδρανών, η οποία αποτελείται από τέσσερα ξεχωριστά διαμερίσματα. 2. Την τροφοδοτική ταινία με τη βοήθεια της οποίας μεταφέρονται τα υλικά στο φούρνο για την ξήρανση. 3. Το φούρνο (ξηραντήρα) όπου αφαιρείται η υγρασία από τα υλικά και παράλληλα θερμαίνονται. Με την απαγωγή των καυσαερίων παρασύρεται το λεπτοφυές υλικό (φίλλερ). 4. Την αποθήκη συλλογής του φίλλερ 5. Τα κόσκινα για τη διαβάθμιση των αδρανών, τα δοσομετρικά δοχεία και τους ζυγούς. 6. Τον αναμικτήρα όπου όλα τα υλικά αναμιγνύονται για περίπου 60 sec. Η άσφαλτος καταιονίζεται στον αναμικτήρα με πίεση 4 έως 7 bar.

21 7. Την αποθήκη φορτώσεως οχημάτων. Εκεί μεταφέρεται το μείγμα μετά τον αναμικτήρα και παραμένει μέχρι τη φόρτωση σε υψηλή θερμοκρασία. 2.1.5.4 Συγκρότημα κοπής και επεξεργασίας σιδηρού οπλισμού Για την κοπή και επεξεργασία του δομικού σιδήρου (χάλυβα) και τη μόρφωση των οπλισμών για τις κατασκευές όπου ενσωματώνεται σε οπλισμένο σκυρόδεμα υπάρχουν οι εξής εναλλακτικές: Εγκατάσταση κεντρικής μονάδας κοπής-κατεργασίας δομικού σιδήρου, για την εξυπηρέτηση των αναγκών της επιχείρησης σε οπλισμούς. Εγκατάσταση μονάδων εντός του εργοταξίου Προμήθεια έτοιμου (διαμορφωμένου) οπλισμού από το εμπόριο. Το συγκρότημα κοπής και επεξεργασίας σιδηρού οπλισμού κατασκευάζεται κυρίως σε μεγάλα έργα με ειδικές απαιτήσεις επεξεργασίας του σιδηροπλισμού ή όταν το εργοτάξιο βρίσκεται μακριά από εμπορικές περιοχές. Περιλαμβάνει: Χώρο αποθήκευσης του μη επεξεργασμένου και του επεξεργασμένου οπλισμού Κοπτικό και καμπτικό μηχάνημα Μηχάνημα μεταφοράς (συνήθως γερανογέφυρα σε ράγες) Τράπεζα κατεργασίας του σιδηροπλισμού Εικόνα 2.14 : Επεξεργασία σιδηροπλισμού