Perencanaan untuk sebuah proyek konstruksi dimulai dengan generasi konsep untuk fasilitas yang akan memenuhi tuntutan pasar dan kebutuhan pemilik.
Konsep-konsep inovatif dalam desain sangat dihargai bukan demi mereka sendiri tetapi untuk kontribusi mereka untuk mengurangi biaya dan peningkatan estetika, kenyamanan atau kemudahan sebagaimana yang termaktub dalam fasilitas yang dirancang dengan baik.
Namun, konstruktor serta profesional desain harus memiliki apresiasi dan pemahaman penuh terhadap kompleksitas teknologi yang sering dikaitkan dengan desain yang inovatif dalam rangka untuk memberikan fasilitas yang aman dan sehat. Karena konsep-konsep ini sering preliminary atau tentatif, penelitian skrining dilakukan untuk menentukan kelayakan teknologi secara keseluruhan dan daya tarik ekonomi tanpa mengejar konsep-konsep ini dengan sangat rinci. Karena ambiguitas tujuan dan ketidakpastian peristiwa eksternal, keperluan studi skrining diperuntukkan sebagai inovasi tanpa batas dalam menciptakan konsep-konsep baru dan penilaian bijaksana dalam memilih yang tepat untuk pertimbangan lebih lanjut.
Salah satu aspek yang paling penting dari inovasi desain adalah perlunya komunikasi dalam kemitraan desain / konstruksi. Dalam hal desain jembatan, dapat digambarkan oleh kutipan berikut dari Lin dan Gerwick tentang konstruksi jembatan:
Perintis Jembatan baja yang besar dari Amerika Serikat dibangun oleh aliansi terbuka atau terselubung antara desainer dan konstruktor. Pendekatan turnkey dari desainer-konstruktor telah dikembangkan dan dibangun pabrik kimia, penyulingan, pabrik baja, dan pembangkit listrik tenaga nuklir. Ini adalah waktu untuk bertanya, serius, apakah kita tidak mungkin mengadopsi pendekatan yang ketat pada teknik yang terpisah dengan pelaksanaan di bidang konstruksi jembatan.
Jika contractor-engineer yang hadir sebagai design engineers, maka hari ini ada skema baru yang indah untuk rentang panjang jembatan beton pratekan yang membuat mereka jauh lebih murah, membuat ide-ide ini tersedia untuk semua konstruktor lain, bahkan membatasi mereka untuk "mendapatkan sekelompok penawar benar-benar kompetitif." Engineer harus memastikan bahwa dia menemukan kontraktor lain untuk tawaran terhadap inovator cerdik.
Konsep desain inovatif harus diuji untuk kelayakan teknologi. Tiga tingkat teknologi menjadi perhatian khusus: persyaratan teknologi untuk operasi atau produksi, sumber daya desain dan teknologi konstruksi.
Yang pertama mengacu pada teknologi baru yang dapat diperkenalkan dalam fasilitas yang digunakan untuk jenis produksi tertentu seperti pengolahan kimia atau pembangkit tenaga nuklir.
Yang kedua mengacu pada kemampuan desain yang tersedia untuk desainer, seperti metode komputasi baru atau bahan baru. Ketiga mengacu pada teknologi baru yang dapat diadopsi untuk membangun fasilitas, seperti peralatan baru atau metode konstruksi baru.
Suatu fasilitas baru mungkin melibatkan teknologi baru yang kompleks untuk operasi di lingkungan yang tidak bersahabat seperti iklim parah atau aksesibilitas dibatasi. Proyek-proyek besar dengan tuntutan belum pernah terjadi sebelumnya untuk sumber daya seperti tenaga kerja, penyediaan bahan dan infrastruktur juga dapat panggilan untuk berhati-hati mengetrapkan teknologi pada studi kelayakan.
Unsur-unsur utama dalam studi kelayakan pada teknologi produksi harus mencakup, tetapi tidak terbatas pada, yang berikut:
- Jenis proyek yang ditandai dengan teknologi yang dibutuhkan, seperti bahan bakar sintetis, petrokimia, pembangkit listrik tenaga nuklir, dll
- Ukuran proyek dalam dolar, jam engineer desain, konstruksi jam kerja, dll
- Desain, termasuk sumber dari setiap teknologi khusus yang memerlukan perjanjian lisensi.
- Lokasi proyek yang mungkin menimbulkan masalah dalam perlindungan lingkungan, produktivitas tenaga kerja dan risiko khusus.
Contoh desain inovatif untuk operasi dan produksi adalah penggunaan konsep entropi untuk desain proses kimia terintegrasi. Perhitungan sederhana dapat digunakan untuk menunjukkan kebutuhan energi minimum dan sedikitnya jumlah unit pertukaran panas untuk mencapai tujuan yang diinginkan. Hasilnya adalah insentif baru dan kriteria bagi para desainer untuk mencapai desain yang lebih efektif.
Berbagai aplikasi dari metodologi baru telah menunjukkan kemanjurannya dalam mengurangi biaya energi dan pengeluaran konstruksi. Ini adalah kasus di mana desain yang inovatif bukanlah masalah trade-off operasional dan biaya modal, tapi desain yang lebih baik secara bersamaan dapat mencapai perbaikan di kedua tujuan.
Pemilihan teknologi konstruksi dan metode melibatkan keputusan baik strategis maupun taktis tentang teknologi yang tepat dan urutan terbaik dari operasi. Misalnya, sejauh mana komponen prefabrikasi fasilitas akan digunakan konstruksi merupakan keputusan strategis. Pada gilirannya, prefabrikasi komponen mungkin dicapai off-site dalam fasilitas manufaktur yang ada atau, sementara di lokasi pabrik fabrikasi dapat digunakan.
Contoh lain dari keputusan strategis adalah apakah untuk memasang peralatan mekanik di tempat awal dalam proses konstruksi atau pada tahap peralihan. Keputusan strategis seperti ini harus diintegrasikan dengan proses desain fasilitas dalam banyak kasus. Pada tingkat taktis, keputusan rinci tentang bagaimana menyelesaikan tugas-tugas tertentu yang diperlukan, dan keputusan seperti itu sering dapat dibuat di lapangan.
Perencanaan konstruksi harus menjadi perhatian utama dalam pengembangan desain fasilitas, dalam penyusunan perkiraan biaya, dan dalam membentuk tawaran oleh kontraktor. Sayang nya, perencanaan untuk pembangunan fasilitas sering diperlakukan setelah dipikir kan oleh para profesional desain. Hal ini kontras dengan praktek-praktek manufaktur di mana perakitan perangkat merupakan perhatian utama dalam desain.
Desain untuk memastikan kemudahan perakitan atau konstruksi harus menjadi perhatian utama dari engineer dan arsitek. Sebagai Business Roundtable mencatat, "Semua terlalu sering ambil kesempatan untuk memotong jadual waktu dan biaya yang hilang, karena konstruksi beroperasi sebagai proses produksi dipisahkan oleh sebuah jurang dari perencanaan keuangan, penjadualan, dan rekayasa atau desain arsitektur yang terlalu banyak engineer,. Dipisahkan dari pengalaman lapangan , tidak up to date tentang bagaimana membangun apa yang mereka desain, atau bagaimana desain sehingga struktur dan peralatan dapat didirikan paling efisien ".
Contoh 2-3: penggunaan Inovatif frame struktural untuk bangunan
Gambar 2-1: Usulan Sistem Struktural Bangunan Baja cemara
(Dicetak ulang dengan izin dari Teknik Sipil, Mei 1983)
Desain struktural gedung pencakar langit menawarkan contoh inovasi dalam mengatasi kendala biaya tinggi untuk bangunan tinggi dengan memanfaatkan kemampuan desain baru. Sebuah konsep revolusioner dalam desain gedung pencakar langit diperkenalkan pada tahun 1960 oleh Fazlur Khan yang berpendapat bahwa, untuk membangun suatu ketinggian tertentu, ada sebuah sistem struktur yang tepat yang akan menghasilkan paling efisien penggunaan bahan.
Sebelum tahun 1965, gedung pencakar langit sebagian besar baja frame kaku. Namun, Fazlur Khan percaya bahwa itu tidak ekonomis untuk membangun gedung perkantoran semua frame yang kaku, dan mengusulkan sebuah array dari sistem struktur yang sesuai untuk bangunan baja dari ketinggian yang ditentukan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3-1.
Dengan memilih sistem struktur yang tepat, seorang engineer dapat menggunakan bahan struktural lebih efisien. Misalnya, Gedung Chase Manhattan 60-tingkat di New York digunakan sekitar 60 pon per square feet dari baja dalam struktur rangka kaku, sementara 100-lantai John Hancock Center di Chicago yang digunakan hanya 30 pon per square feet untuk sistem tabung terpercaya . Pada saat Chase Manhattan Building dibangun, tidak digunakan untuk menguatkan inti kekakuan dari sebuah bangunan frame kaku karena engineer desain tidak memiliki alat komputasi untuk melakukan analisis matematika yang kompleks yang berhubungan dengan bracing inti.
