Vasbetonszerkezetek relatív hatékonyságvizsgálata
Minden műszaki problémára, mint például egy épület tartószerkezetének megtervezésére számtalan jó megoldás lehetséges. A műszaki, tervezési feladatok nagyon összetettek, geometriai, anyagfelhasználási, technológiai kérdéseket egyaránt átölelnek. Minden megoldásnak lehetnek előnyei és hátrányai, közöttük a választás nagyon nehéz. Az építész és statikus tervező közös feladata annak eldöntése, hogy adott cél eléréséhez az erőforrásokból mekkora mennyiség felhasználása indokolt a jelenleg rendelkezésre álló és alkalmazható technológiák mellett. Az építőipari gyakorlatban jelenleg nincs olyan általánosan elfogadott mérőszám, amely valamennyi fontos szempont szerint értékelne, közelítőleg megmondaná akár a koncepcionális tervezés fázisában, akár a részletes tervek elkészülte után, hogy a választott megoldás mennyire hatékony más hasonló, már megépült példákhoz viszonyítva. A szerkezetek megfelelősége jelenleg csak a hatásokkal szembeni ellenállás és használhatósági szempontból értelmezhető egzakt módon, azonban ezek mellett a bekerülési költség és a környezeti terhelés sem lenne elhanyagolható!
Dolgozatunkban a vasbetonra mint igen gyakori, ám relatív magas CO2 kibocsátású építőanyagra koncentrálunk. Vasbeton gerenda- és födémszerkezeteknél szeretnénk megvizsgálni, hogy a jelenleg rendelkezésre álló vasbetonépítési technológiák alkalmazásakor mekkora költség elfogadható, mennyi és milyen minőségű felhasznált alapanyagra (beton, betonacél) van szükség egy adott feladat megoldásához, továbbá az adott technológiához és erőforrás-felhasználáshoz milyen teherbírású, környezeti lábnyomú vasbeton szerkezet tartozhat. Vasbetongerendák sokaságára számítjuk ki a teherbírásukat, bekerülési költségüket és környezeti terhelésüket, majd ezen különböző kialakítású gerendák relatív hatékonyságát vizsgáljuk egyszerre több szempont szerint: melyik output szempontjából milyen az előnyös kialakítás, van-e olyan recept, ami minden szempontból a legkedvezőbb szerkesztéshez vezet?
A vázolt probléma megoldására relatív hatékonyságvizsgálatot, vagy angol elnevezésének kezdőbetűi alapján DEA (Data Envelopment Analysis) módszert alkalmazunk. A relatív hatékonyságvizsgálat egzakt matematikai eszközökkel teszi lehetővé azonos technológiával készült szerkezetek összehasonlítását az eredmények (output), valamint az ahhoz felhasznált erőforrások (input) súlyozott aránya alapján. A módszer mára széleskörben elterjedt (bankszektorban, egészségügyben, oktatásban, mezőgazdaságban, energiaiparban). Legfőbb megválaszolandó kérdés: vajon alkalmazható-e a közgazdaságtanban bevált módszer tartószerkezeti problémák elemzésére is.
Felhasznált források:
Koltai Tamás: Relatív hatékonyságvizsgálat (DEA), Alapmodellek és menedzsmentalkalmazások, Akadémiai Kiadó. 2023.
Mette R. Geiker, Alexander Michel, Henrik Stang, Michel D. Lepech: Limit states for sustainable reinforced concrete structures, ScienceDirect. 2019.
Cooper, W. W., Seiford, L. M., Tone, K.: Data Envelopment Analysis, Springer. 2007.