ساختمان های پیش ساخته (محمود قاسمی-کارشناسی تکنولوژی ساختمان)

مقدمه
ایران یکی از کشورهایی است کـه بنا به مـوقعیت زمین شناسی و جغرافیایی خـود در معرض انواع حوادث طبیعی چون زمین لرزه ، سیل ، طوفان، زمین لغزش وخشکسالی قرار دارد. وقوع انواع حوادث طبیعی گذشته از اینکه توسعه پایدار کشور را با مشکل مواجه می سازد ، همواره تلفات جانی و مالی فراوان و جبران ناپذیری به کشور تحمیل می کند.
از اینرو کاهش این خسارات در برنامه های ملی قرار دارد که در دهه گذشته بیشتر به آن توجه شده است. ساخت خانه های پیش ساخته یکی از راهکارهایی است که دولت در چند سال اخیر به آن روی آورده است
 
تاریخچه
تنوع تکنولوژی های ساختمان بسیار زیاد است و هرکدام ویژگی ها و قاعدتاًً محدودیت های خاص خود را دارند . سیستم سـازه های پیش ساخته سبک راحدود 34 سال پیش یک آمریکایی ابداع کرد. مرحلة صنعتی شدن آن 5 تا 6 سال به طـول انجامید. عمده ترین شرکت هایی که در دنیا این تکنولوژی را به کار میگیرند ، درآمریکا می باشند . توجه زیاد صنایع اروپایی به تکنولوژی سازه های پیش ساخته سبک بخاطر مشکلاتی بود که در سایر تکنولوژی های پیش ساخته وجود داشت .
در زلزله ای که چند  سال پیش در بم اتفاق افتاد ، ساختمان های زیادی که در آنها از تکنولوژی سنتی       ( بتنی . اسکلت فلزی و ...) استفاده شده بود  به دلیل ضعف اتصالات تخریب شدند .
 
الزام
در مناطق زلزله خیز مانند ایران، یکی از پارامترهای مهم در ساختمان سازی کاهش وزن ساختمان است . چرا که نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارد. بنابراین تکنولوژی انتخاب شده باید دارای جهت گیری کاهش وزن باشد. برخلاف شیوة سازه های پیش ساخته سبک در سایر سیستم های پیش ساخته دیگر، اتصالاتشان اکثراً به صورت مفصلی و لولایی است و دارای وزن سنگین هستند . تنها در این روش است که با 8 سانتیمتر بتن می توان نیروهای ساختمان 4  طبقه را درطبقه همکف تحمل کرد . وزن نهایی ساختمان با این روش ،  نسبت به روش های پیش ساخته دیگر و همچنین ساختمانهای بتنی، 25 درصد کاهش می یابد؛ یعنی در هنگام زلزله 25 درصد نیروی کمتر به ساختمان وارد می شود. امروزه سبک سازی ساختمان یکی از شعارهای اصلی در صنعت مسکن است .
 
پیش ساختگی
پایداری ، ایمنی سازه در برابر زلزله ، کیفیت مطلوب ، سرعت اجراو همچنین اقتصادی بودن طرح ، پارامترهـایی هـستند کـه بایستی در بازسازی و بهسازی مناطق زلزله زده مد نظـر قرار می گیرند . یکی از روش هایی که می تواند جوابگوی احتیاجات فوق باشـد استفاده از تکنولوژی پیش ساختگی است نیاز کشور به ساختمان سازی به خصوص تامین ساختمانهای مسکونی کوچک برای افراد کم درآمدو همچنین برنامه بلند مدت دولت برای بهسازی بافت های فرسوده و مقاوم سازی ساختمان ها مستلزم افزایش بـازدهی تولید در سطـح کشور است .
پیش ساختگی امکان صنعتی کردن ساختمان را بوجود می آورد که در آن طراحی ، تولید، نصب ،  به صورت فنی و مهندسی امکان پذیر خواهد بود.پیشرفت این صنعت چنان بوده است که نه تنهـا کیفیـت بـالا ، تقلیـل هزینه ، سرعت احـداث ، کاهش هزینه های کارگاهی ، قابلیت ساخت و دپو نمودن قبل ازحوادث ، کاهش تأثیر شرایط فصلی بـر روی ساخت و ساز و زیبایی مـورد نیاز را در حد استاندارد تامین نمـوده بلکه سایر صنایع خانه سـازی را بـا متـدها و مـواد اولیـه گوناگون تحت تاثیر قرار داده است .
استفاده از روشهای سنتی ، عدم رعایت آیین نامه ها و نظارت دقیق و به دنبال آن احداث سازه های آسـیب پذیردرمقابل نیروهای وارده ( زلزله ،  باد و ...) ، از اهم مسائـلی است که در ساخت و سـاز کشور مشاهده می شود . فن آوری های مناسب جهت ساخت بناهای سبک ، مقاوم و متناسب با اقلیم و شرایط بومی کشور از جمله مباحث مهم دیگری است که باید در حوزه ساخت و ساز کشور مورد توجه خاص قرار گیرد و شرایطی فراهم گردد تا از کلیه متخصصین دانشگاهی و اجرائی که با این هدف نسبت به طراحی و ابداع مصالح و روش های اجـرای نوین ساختمان اقدام نمایند حمایت های مادی و معنوی مناسب صورت گیرد.
 
نحوه کار
در تکـنولوژی سازه های پیش ساخـتة سبک ، اتصالات به صورت یکپارچه است (دیوار به دیوار ، سقـف به دیوار و دیوار به پـی) ، در روش سازه های پیش ساخته سبک، اتصالات بصورت جوش نقطه ای است و بجای اینکه ابتدا قطعات سنگین بتن درکارخانه ساخته شده وبعد بهم متصل شوند، ابتدا سازه بصورت شبکه های میلگردی که بین آنها (بین دو شبکه میلگرد) یک لایه فوم پلی استایرن قرار می گیرد ساخته می شود و پانلهای سبک در محل احداث ساختمان به فنداسیون جوش داده می شود و همچنین دیوارها و سقف به هم جوش داده می شوند و ساختمان با پانل های سبک برپا می شود . سپس در همان محل دیوارها و سقف و محل ، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشی می شوند.
بتن از طریق پمپ، با فشار هوا به پانل ها پاشیده می شودکه اصطلاحاً آن را " شات کریت"  گویند .
این روش باعث یکپارچگی در اتصالات شـده ، استحکام و پایداری ساختمان را در مقابل نیروهای دینامیکی حاصل از زلزله یا طوفان افزایش می دهد.
بنابراین دلیل انتخاب روش سازه های پیش ساخته سبک استفاده از امتیازات برتر آن نسبت به سایر تکنولوژی های پیش ساخته موجود است که هنوز هم از این مزایا برخوردار است.
البته همانند صنایع دیگر ، دراین صنعت هم ممکن است نوآوری هایی در دنیا دیده شود . اما با توجه بشرایط اقلیمی ، فرهنگی و اجتماعی روش سازه های پیش ساخته سبک ، مناسب ترین روش برای ایران تشخیص داده شده است .
بطور مثال تکنولوژی های جدید قیمت مسکن را خیلی بالا می برند که این با نیاز اغلب مردم ما به        خانه های ارزان قیمت سازگار نیست ولی روش سازه های پیش ساختة سبک قیمت را بالا نمی برد .
 
روش و مشخصات اجرایی
فونداسیون :
بصورت نوار و رادیه قابل اجرا هستند که علاوه بر کاهش هزینه های گودبرداری موجب کمترین پرت مصالح می گردد .
 
اسکلت :
جنس این سازه ها از فولاد سبک با روکش روی بوده و بسیار مقاوم در برابر اکسید شدن می باشد . کلیه پرو فیل ها برش خورده به محل حمل شده و در کوتاه ترین زمان ممکن مونتاژ می گـردند . میزان استفاده از این سازه ها در صنعت ساختمانی در دنیا معـادل 5/63% می باشد . زمان اجرا سفت کاری ( اجرای اسکلت )  این ساختمان ها بین 7 تا 14 روز می باشد . در این نوع ساختمان ها وزن آهن مصرفی در هر متر مربع 20 تا 25 کیلو گرم محاسبه گردیده است .
 
دیوار و کف :
برای پوشش بیرونی و دیوار های داخلی از Fibercement   استفاده می شود که ترکیبی از سیمان و سیلیس بوده .  نصب سریع ، مقاوم در برابر آتش سوزی و آب ، فاقد آزبست ، مقاوم در برابر ضربه و مـوریانه ، قابلیت رنگ پذیری از مزایای دیواره های این سازه ها می باشد . پوشش کف متناسب با سفارش مشتری از لیمینت یا پارکت استفاده خواهد شد .
 
نما :
نمای بیرونی با استفاده از پنل های سیمانی طرح چوب با قابلیت رنگ پذیری انواع رنگ های روغنی و پلاستیکی و نمای داخلی با استفاده از رنگ یا کاغذ دیواری ، رنگ روغنی ، رنگ پلاستیک و دوار کوبهای مختلف زیبا خواهند شد .
« البته با توجه به سلیقه مشتری میتوان هم در این موارد و هم برای کف از بعضی مصالح ساختمانی استفاده کرد » .
 
تأسیسات برق :
 سیم، کلید پریز، تابلو برق، چاه ارت، خط تلفن ، کابل تلویزیون و . . . همانند ساختمان های معمولی      می باشد .
 
تاسیسات :
آب ( لوله کشی ، شیرآلات ، سرویس بهداشتی ، سینک ، رادیاتور ، پکیج ) کابینت و سایر تأسیسات نیز مشابه سایر ساختمان ها می باشد .
 
درب و پنجره :
از انواع درب ها از نوع MDF , HDF , UPVC    آلومینیوم ضد حریق و ضد سرقت ، سیستم هوشمند کنترلی واستفاده از انواع پنجره های  UPVCو یا آلومینیومی با شیشه های تک جداره و دو جداره در ضخمات و ابعاد و اشکال مختلف استفاده می شود .
 
مشخصات فنی
بارش برف
160 kg/m2       TS498 / TS7046
سرعت باد
50kg/m2-102kg/hr        TS 498
ضریب انتقال حررات دیوارهای خارجی
0/48  kcal/m2hc
ضریب انتقال حررات دیوارهای داخلی
0/48  kcal/m2hc
ضریب انتقال حررات سقف
0/39  kcal/m2hc
منطقه زلزله خیز
A0=0.4
ضریب اهمیت ساختمان
I=1
ضریب بار زنده
N=0.3
استانداردهای وابسته طراحی – ایستایی
Erocod3,Ts498,TS7046,TS648
مواد
فولاد سازه ای – پوشیده شده از فلز روی
 
ویژگیهای مهم روش سازه های پیش ساخته سبک
الف) مقاومت در برابر زلزله
در مناطق زلزله خیز مانند ایران، یکی از پارامترهای مهم در ساختمان سازی کاهش وزن ساختمان است . چرا که نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارد. بنابراین تکنولوژی انتخاب شده باید دارای جهت گیری کاهش وزن باشد. برخلاف شیوة سازه های پیش ساخته سبک در سایر سیستم های پیش ساخته دیگر، اتصالاتشان اکثراً به صورت مفصلی و لولایی است و دارای وزن سنگین هستند . تنها در این روش است که با 8 سانتیمتر بتن می توان نیروهای ساختمان 4 طبقه را در طبقه همکف تحمل کرد .
وزن نهایی ساختمان با این روش ، نسبت به روش های پیش ساخـته دیگر و همچنین ساختمان های بتنی ، 25 درصد کاهش می یابد ؛ یعنی در هنگام زلزله 25 درصد نیروی کمتر به ساختمان وارد می شود . امروزه سبک سازی ساختمان یکی از شعارهای اصلی در صنعت مسکن است.
 
ب) انعطاف پذیری در تولید و امکان حفظ جلوه های معماری اسلامی و ایرانی
مسأله مهم دیگر در صنعت ساختمان حفظ ملاک های فرهنگی و جلوه های معماری اسلامی و ایـرانی در طراحی و نماسازی ساختمان هاست . انحناهای موجود در گنبدهای مساجد، نقش و نگارهای ایرانی و اسلیمی و سایر موارد از نشانه های معماری اسلامی و ایرانی است که در روش سازه های پیش ساخته سبک می توان آنها را حفظ کرد.
چرا که می توان پانل های سبک مورد استفاده را به هر طرح دلخواه درآورد و پس از نصب آنها در محل خود، بتن پاشی روی آنها انجام داد. روش سازههای پیش ساخته سبک ، حتی ساخت گنبدهای بزرگ را که به دلیل زیادی وزن ، دشوار است آسان تر  می کند چرا که در این روش وزن سازه ها بسیار کاهش می یابد در حالیکه مقاومت و استحکام  آنها بالاتر می رود.
ج) ایمنی در ساختمان
بحـث ایمنی ، از مهم ترین مسائل صنعت ساختمان است چـرا که با سلامتی انسان ها سـر و کار دارد. در ساختمان های سنتی چون ستون ها و اسکلت فلزی، قسمت اعظـم بار ساختمان را تحمل می کنند. با کنار رفتن یک تیر یا ستون ، کل ساختمان به طور ناگهانی فرو میریزد. در روش سازه های پیش ساخته سبک چون به جای استفاده از اسکلت فلزی ، از شبکه های میلگردی که در تمام سطـوح دیوارها توزیع شده اند استفاده می شود ، فروریزی ناگهانی پیش نمی آید . چرا که اتصالات و مواضع تحمل بار به صورت یکپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.
اگر به صـرفه جویی هایی که کوچک به نظر می رسند ، در مقیاس ملی نگاه کنیم ، به ارقام بالایی تبدیل می شوند که می تواند نقشی حیاتی در رشد و شکوفایی کشور ایفا کند . در زیر به مزایای ناشی از کاربرد تکنولوژی سازه های پیش ساخته سبک در صنعت ساختمان اشاره می شود :
                                                                                     کاهش متوسط میزان کاربرد میلگرد فولاد از 38 کیلوگرم در ساختمانهای سنتی به 34 کیلوگرم در روش سازه های پیش ساختة سبک 
2- کاهش استفاده از سیمان در هزینه های تمام شده ساختمان .
3- ده درصد کاهش در هزینة تمام شدة ساختمان .
4- کاهش وزن ساختمان ( بطور مثال فقط در بحث استفاده از فولاد 12 کیلو در هر متر مربع زیربن ، کاهش وزن دیده می شود) .
5- کاهش زمان برگشت سرمایه از حـدود 2 سال در شیوه سنتی به 5 الی 6 ماه در روش سازه های پیش ساختة سبک .
6- کاهش ضایعات مواد اولیه و استفاده بهتر از منابع ملی .
7- صرفه جویی در مصرف انرژی (به دلیل عایق بودن دیوارها، ناشی از کاربرد پل استایرن در پانل ها) .
8- افزایش عمر ساختمان و افزایش استحکام آن .
9- ایمنی بیشتر ساختمان در برابر زلزله.
 10- کاهش میزان آلودگی های صوتی محیط .
 
محدودیت مهم روش سازه های پیش ساخته سبک
از محدودیت های روش سازه های پیش ساختة سبک آن است که فعلاً این روش تنها تا 4 طبقه در کشور قابل انجام است . البته در دنیا تا 8 طبقه نیز از آن استفاده شده است
 
کاربرهای مهم روش سازه های پیش ساخته سبک
ساختمان های پیش ساخته دارای کاربردهای متعددی می باشد که به طور خلاصه کاربری های این ساختمان ها میتوانند بصورت زیر دسته بندی شوند :
مسکونی : برای کاربردهایی نظـیر خانه مسکـونی ، منازل ویلائی و محل های اسکان عمومی در زمان وقوع حوادث غیر مترقبه تجاری و اداری:  شامل دفاتر کار، فروشگاه های عرضه محصولات فرهنگی، مواد غذائی وغیره
عمرانی و صنعتی : برای کاربردهائی نظیر محـل اسکان و دفـتر کار عوامل پروژه های عمرانی و صنعتی ، همچنین کارگاه های تولیدی کوچک
خدماتی : برای کاربردهائی نظیرمتل، استراحتگاه بین راهی، سوئیت اسکان مسافر
دولتی : برای کاربـردهائی نظـیر پایگاه ها و آسایشگا ه های نیـروی انتظامی ، راهداری ها ، محیط بانی ، پایگاه های هلال احمر ، دفاتر مخابرات و پست روستائی
آموزشی : بـرای کاربردهائی نظیر مدارس و آموزشگاه های روستائی و شهری ، خوابگاه دانشجوئی، پایگاه نهضت سواد آموزی
درمانی : بـرای کاربردهائی نظـیرخانه بهداشت ، درمانگاه و مـراکـز درمانی روستائی، پایگاههای انتقال خون وخدمات پزشکی، اورژانس وبیمارستان صحرائی
 
مـزایای خـانه های پیـش ساخـته نسـبت به سـاخـت و سازهای سنتی
- عایق بسیار بالا در برابر دما ، صدا و رطوبت
- قابلیت تغییر در فضاهای داخلی ساختمان  
- سازگاری با شرایط جغرافیایی  مختلف
- دارای هشت استاندارد از اتحادیه اروپا              
- تنوع بسیار زیاد در طرح و نقشه
- بهینه سازی در مصرف انرژی
- قابلیت حمل و نقل آسان
- مقاوم در برابر زلزله
- نصب سریع و مکرر                                           
- حذف پرت مصا لح
- ضد حریق
 
سایر مزایای ساختمان های پیش رفته
100% پیش ساخته
 ساختمان ها ، در محل کارخانه بصورت 100% پیش ساخته تولید می گردد .
از این رو هیچ گونه عملیات سفت کاری و نازک کاری در محـل نصب انجـام
نمی گـردد و بــرای بهـره برداری ساختمان ، صــرفا عملیات انتقال قطعات
 ساختمان به محل پروژه ومونتاژ (نصب) انجام میپذیرد . 
مقاوم در برابر طوفان و زلزله
ساختمانهای پیش ساخته به لحاظ نوع ساختار خود ، مقاومت بسیار مطلوبی در برابر حوادث طبیعی از جمله زلزله ، طوفان و سیل دارد .
عایق در برابر انتقال حرارت
با توجه به استفاده از بتن سبک ویژه درکف ودیوارهای ساختمان ، ضرائب انتقال حــرارت و صوت در این
ساختمان ها بسیار مطلوب بوده و عملا ضریب انتقال حرارت در بتن سبک تولیدی4 تا 7برابر بهتر از  بتن
معمولی می باشد.
مقاوم در برابر زنگ زدگی و خوردگی :
سازه فولادی این ساختمان ها به  3 روش در مقابل خـوردگی و زنگ زدگی محافظت میگردند.
1-استفاده از رنگ اپوکسی(رنگ مخصوص حفاظت از خوردگی وزنگ زدگی) در شاسی ، ستونها و سقف ساختمان
2-استفاده از رنگ الکترواستاتیک(پودری) در فریمهای درب و پنجره
3-استفاده از ورقهای گالوانیزه درفریمهای کف ودیوارها بنابراین سازه فولادی تولیدشده درمقابل این نوع آسیب بسیار مقاوم و پایدار می باشد ودر مناطق مختلف با آب  و هوای متفاوت طول عمر بسیار مطلوبی خواهد داشت
 سرعت بالای نصب (مونتاژ)
یکی از مهمترین مزایای منحصر به فرد این ساختمان ها ، با توجه به طراحی خاص سازه فولادی، تکنولوژی ساخت وبتن سبک بکار رفته، مدت زمان مورد نیاز برای نصب و بهره برداری از ساختمان می باشد . طراحی خاص و بی نظیر این ساختمانها ، باعث شده تا مدت زمان مورد نیاز برای نصب وبهره برداری از این ساختمان با زیر بنای حدود 60 تا 80 متر مربع، به  کمتر از 10 روزکاری برسد.
روش تولید کاملاً صنعتی
/ 3 نظر / 154 بازدید
Bahar

Wow che ghadr toolani..........................[عصبانی]

امیرحسین محمدی نوحی

ممنون از پستتون ، ای کاش در ضمیمه اش چندتا عکسم بود. یه نکته ای بود که میخواستم بگم ، اونم اینکه این روش ساخت هم مثل دیگر روش ها ممکن طبق آیین نامه ها و قوانینش ساخته نشه همنطور که ما در کشورمون متاسفانه به آیین نامه ها و قوانین توجه نمیکنیم .

سید محمد حسینی

سلام آقای قاسمی مطلب خیلی خوبی بود .فقط کاش راجع به نحوه اتصالات این نوع ساختمان ها هم یه توضیح مختصری میدادید.-ممنون