Studium przypadku: zmniejszenie kosztorysu o 20%

Na podstawie danych działu technicznego UTMK

Każda dodatkowa tona metalu w kosztorysie to pieniądze, które inwestor wydaje zupełnie niepotrzebnie. Zmniejszenie zużycia stali nie oznacza jednak osłabienia konstrukcji. Niniejsze studium przypadku pokazuje, jak to działa w praktyce: realny projekt, konkretne liczby, cztery kroki optymalizacji.

Wynik: masa konstrukcji stalowej została zmniejszona z 42,5 t do 34,0 t — oszczędność wyniosła 8,5 t, czyli ~20% pierwotnego kosztorysu. Wszystko to bez jakichkolwiek kompromisów w zakresie wytrzymałości, sztywności i bezpieczeństwa obiektu.

Dane wyjściowe projektu

Zleceniodawca budował jednokondygnacyjny budynek komercyjny o konstrukcji szkieletowej: stalowe słupy, dźwigary, stężenia. Pierwotne obliczenia wykonała firma zewnętrzna.

Kiedy dział techniczny UTMK sprawdził specyfikację, odkryto cztery systemowe problemy:

• rury profilowe o nadmiernych przekrojach — założony "zapas na wszelki wypadek";
• zawyżone współczynniki bezpieczeństwa bez odpowiedniego uzasadnienia technicznego;
• zastosowanie drogich gatunków stali tam, gdzie według norm europejskich w zupełności wystarczą standardowe (np. S235JR wg EN 10025-2);
• grubość ścianek profili przekraczała wartości znormalizowane dla tego typu obciążeń eksploatacyjnych.

W sumie zwiększyło to całkowite zużycie stali o 15–20% w porównaniu do podobnych obiektów typowych. Innymi słowy: klient płacił za dodatkowy metal, którego konstrukcja w ogóle nie potrzebowała.

Cztery kroki optymalizacji

1. Ponowna analiza strukturalna

Zespół inżynierów przeliczył elementy nośne zgodnie z wymogami Eurokodu 3 (EN 1993 dla projektowania konstrukcji stalowych) oraz norm obciążeń (EN 1991). W rezultacie stwierdzono, co następuje:

• przekroje słupów były zawyżone o 1–2 rozmiary;
• elementy usztywniające dublowały się — bez żadnego dodatkowego wpływu na stateczność przestrzenną;
• obciążenia wiatrem i śniegiem zostały przyjęte na podstawie nieaktualnych założeń i map strefowych.

To właśnie błędne obciążenia wyjściowe są najczęstszą przyczyną nadmiernego zużycia stali. Zawyżenie siły wiatru o 20% z reguły skutkuje dodaniem +15% metalu do specyfikacji.

2. Wymiana profili na optymalne

Część ciężkich dwuteowników gorącowalcowanych zastąpiono przez:

• ceowniki gięte na zimno w strefach drugorzędnych;
• rury profilowe (EN 10219) o mniejszej grubości ścianki;
• bardziej oszczędne wymiary standardowe, przy rygorystycznym zachowaniu obliczeniowej sztywności węzłów.

Zasada jest niezwykle prosta: zamiast bezpośrednio zwiększać grubość ścianki, inżynierowie zoptymalizowali geometrię — więcej skratowań, prawidłowy schemat kotwienia. Nośność pozostaje ta sama, a metalu potrzeba znacznie mniej.

3. Optymalizacja węzłów i połączeń

Dokładne obliczenie połączeń spawanych i śrubowych (zgodnie z normą EN 1993-1-8) pozwoliło na:

• skrócenie całkowitej długości spoin;
• zmniejszenie liczby śrub montażowych;
• obniżenie kosztów pracy przy montażu — bez najmniejszego spadku nośności szkieletu.

4. Unifikacja rozmiarów

Zamiast 8 różnych rozmiarów profili, na budowie zastosowano 4 zunifikowane. Radykalnie zmniejszyło to:

• koszty cięcia i przygotowania metalu;
• złożoność logistyczną (znacznie mniej pozycji w ostatecznym zamówieniu);
• czas montażu — ekipa nie traci czasu na przezbrajanie sprzętu pod różne detale.

Wyniki: co się zmieniło po optymalizacji

Podział oszczędności według grup elementów:

Obliczenia: 42,5 − 34,1 = 8,4 t → 8,4 / 42,5 = 19,8% ≈ 20%.

Ile to kosztuje w praktyce

Efekt finansowy zależy bezpośrednio od aktualnej ceny rynkowej wyrobów walcowanych. Poniżej przedstawiono szacunkowe obliczenia dla różnych poziomów cenowych (w PLN):

Są to tylko bezpośrednie oszczędności na materiale. Istnieją dodatkowe korzyści, które trudno ująć w tabeli:

• mniejszy tonaż → niższe koszty transportu;
• mniej rozmiarów -> uproszczona logistyka i magazynowanie na placu budowy;
• krótsze spoiny -> niższe koszty elektrod i materiałów spawalniczych;
• szybszy montaż -> wcześniejsze oddanie obiektu do użytku.

Dlaczego nadmierne zużycie stali to problem systemowy

Większość projektów z zawyżonymi kosztorysami ma jedną wspólną przyczynę: pierwotne obliczenia wykonano "z zapasem" bez konkretnego uzasadnienia inżynierskiego. Logika jest zrozumiała — projektanci wolą dmuchać na zimne. Jednak w konstrukcjach stalowych każdy nadmierny "zapas" słono kosztuje inwestora.

Pięć podstawowych pytań, które warto sobie zadać przed ostatecznym zatwierdzeniem specyfikacji:

1. Czy obciążenia wyjściowe (wiatr, śnieg, obciążenie użytkowe) zostały zweryfikowane zgodnie z aktualnymi normami EN?
2. Czy współczynnik długości wyboczeniowej słupów (K) rzeczywiście odpowiada rzeczywistemu schematowi konstrukcyjnemu?
3. Czy elementy sztywności przestrzennej nie są niepotrzebnie dublowane?
4. Czy rozmiary są zunifikowane, czy też każdy element był "dobierany indywidualnie"?
5. Czy długości zamawianych elementów są wielokrotnością standardowych długości (np. 6 lub 12 metrów), aby zminimalizować odpady?

Jeśli odpowiedź na co najmniej dwa pytania brzmi "nie sprawdzano", specyfikacja najprawdopodobniej kryje w sobie spory potencjał do optymalizacji.

Wniosek

Optymalizacja konstrukcji stalowej w żadnym wypadku nie oznacza oszczędzania na jakości. Jest to technicznie uzasadnione wyeliminowanie nadwyżek, które powstały wyłącznie z powodu niedokładnych lub zachowawczych obliczeń. W tym studium przypadku prawidłowa praca z obciążeniami normatywnymi, kompetentny dobór przekrojów i unifikacja elementów zapewniły 20% oszczędności — bez najmniejszego ryzyka dla wytrzymałości obiektu.

Jeśli potrzebujesz profesjonalnego audytu istniejącego kosztorysu lub rzetelnego doboru rur profilowych zgodnie z normami europejskimi, skontaktuj się z działem technicznym UTMK. Realizujemy dostawy w całej Polsce: Warszawa, Kraków, Poznań, Łódź.