تکنولوژی سازه های پیش ساخته سبک در صنعت ساختمان

معرفی تکنولوژی سازه های پیش ساخته سبک در صنعت ساختمان

صنعت ساختمان و پروژه­های عمرانی به گواهی آمار و ارقام، از لحاظ سرمایه و حجم نیروی انسانی درگیر، بزرگترین صنعت در کشور می­باشد. رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا، نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه­های عمرانی و کاهش زمان برگشت سرمایه سرمایه­گذاران و عواملی از این قبیل باعث شده­اند تا ضرورت ایجاد تحول در شیوه­های سنتی صنعت ساختمان روزبه­روز بیشتر شود. روش­ "سازه­های پیش­ساخته سبک" که یکی از تکنولوژی­های نوپا در عرصه ساخت و ساز­های عمرانی در کشور است موضوع مصاحبه شبکه تحلیلگران تکنولوژی ایران با مهندس احمدی، معاونت اجرایی موسسه سازه­های پیش­ساخته سبک (SAP) است. در زیر نکات مهم آن ملاحظه می­گردد:

صنعت ساختمان در جهان در حدود صد تا صدوده سال قدمت دارد و شروع آن به زمانی برمی­گردد که اولین تیرهای بتونی به صورت T شکل، تولید صنعتی شده و قطعات بتونی با اشکال مختلف در مقیاس صنعتی تولید شد.
اگر تکنولوژی ساختمان را به معنی وارد شدن صنعت در ساختمان­سازی بگیریم، از حدود سال47 تکنولوژی ساختمان وارد ایران شد و اوج آن زمانی بود که ساختمان­سازی به صورت شهرک­سازی در بعضی از شهرهای بزرگ مثل اصفهان(مجتمع ذوب آهن)، اهواز، تبریز، تهران و برخی دیگر از شهرها شروع شد. این صنعت بیشتر از کشورهای اروپایی مانند آلمان، هلند، انگلیس و فنلاند به ایران وارد شد.

تکنولوژی سازه­های پیش­ساخته سبک

تنوع تکنولوژی­های ساختمان بسیار زیاد است و هر کدام ویژگی­ها و قاعدتاً محدودیت­های خاص خود را دارند. سیستم سازه­های پیش ساخته سبک را حدود 34 سال پیش یک آمریکایی ابداع کرد. مرحله صنعتی شدن آن 5 تا 6 سال به طول انجامید. عمده­ترین شرکت­هایی که در دنیا این تکنولوژی را به کار می­گیرند، شرکت E.V.G اتریش و شرکت­های 3D Panel و RAM در آمریکا می­باشند. توجه زیاد صنایع اروپایی به تکنولوژی سازه­های پیش­ساخته سبک به خاطر مشکلاتی بود که در سایر تکنولوژی­های پیش­ساخته وجود داشت. به طور مثال تکنولوژی Large Panel با وجود سرعت بالا و کارخانه­ای بودن آن، با مشکل ضعف اتصالات روبروست و همچنین وزن سنگین ساختمان یک معضل جدی در این تکنولوژی به شمار می­رود. حمل­ونقل قطعات سنگین بتونی، این فرآیندها را دشوار می­کند. در زلزله­ای که چند سال پیش در ترکیه اتفاق افتاد، ساختمان­های زیادی که در آنها از تکنولوژی Large Panel استفاده شده بود به دلیل ضعف اتصالات تخریب شدند.
در تکنولوژی سازه­های پیش­ساخته سبک، اتصالات به صورت یکپارچه است (دیوار به دیوار، سقف به دیوار و دیوار به پی). بر خلاف روش Large Panel که اتصالات به صورت کام و زبانه است، در روش سازه­های پیش ساخته سبک، اتصالات به صورت جوش نقطه­ای است و به جای اینکه ابتدا قطعات سنگین بتن در کارخانه ساخته شده و بعد به هم متصل شوند، ابتدا سازه به صورت شبکه­های میلگردی که بین آنها(بین دو شبکه میلگرد) یک لایه فوم پلی­استایرن قرار می­گیرد ساخته می­شود و پانل­های سبک در محل احداث ساختمان به فنداسیون جوش داده می­شود و همچنین دیوارها و سقف به هم جوش داده می­شوند و ساختمان با پانل­های سبک برپا می­شود. سپس در همان محل دیوارها و سقف و محل، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشی می­شوند. بتن از طریق پمپ، با فشار هوا به پانل­ها پاشیده می­شود که اصطلاحاً آن را "شات کریت" گویند.
این روش باعث یکپارچگی در اتصالات شده، استحکام و پایداری ساختمان را در مقابل نیروهای دینامیکی حاصل از زلزله یا طوفان افزایش می­دهد.
بنابراین دلیل انتخاب روش سازه­های پیش ساخته سبک استفاده از امتیازات برتر آن نسبت به سایر تکنولوژیهای پیش ساخته موجود است که هنوز هم از این مزایا برخوردار است.

البته همانند صنایع دیگر، در این صنعت هم ممکن است نوآوری­هایی در دنیا دیده شود. اما با توجه به شرایط اقلیمی، فرهنگی و اجتماعی، روش سازه­های پیش­ساخته سبک، مناسبترین روش برای ایران تشخیص داده شده است. به طور مثال تکنولوژی­های جدید قیمت مسکن را خیلی بالا می­برند که این با نیاز اغلب مردم ما به خانه­های ارزان­قیمت سازگار نیست ولی روش سازه­های پیش­ساخته سبک قیمت را بالا نمی­برد.

ویژگی­های مهم روش سازه­های پیش ساخته سبک

الف) مقاومت در برابر زلزله

در مناطق زلزله­خیز مانند ایران، یکی از پارامترهای مهم در ساختمان­سازی کاهش وزن ساختمان است. چرا که نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارد. بنابراین تکنولوژی انتخاب شده باید دارای جهت­گیری کاهش وزن باشد. بر خلاف شیوه سازه­های پیش­ساخته سبک در سایر سیستم­های پیش­ساخته دیگر، اتصالاتشان اکثراً به صورت مفصلی و لولایی است و دارای وزن سنگین هستند. تنها در این روش است که با 8 سانتیمتر بتن می­­توان نیروهای ساختمان 4 طبقه را در طبقه همکف تحمل کرد. وزن نهایی ساختمان با این روش، نسبت به روش­های پیش­ساخته دیگر و همچنین ساختمان­های بتنی، 25 درصد کاهش می­یابد؛ یعنی در هنگام زلزله 25 درصد نیروی کمتر به ساختمان وارد می­شود. امروزه سبک­سازی ساختمان یکی از شعارهای اصلی در صنعت مسکن است.

ب) انعطاف­پذیری در تولید و امکان حفظ جلوه­های معماری اسلامی و ایرانی

مسأله مهم دیگر در صنعت ساختمان حفظ ملاک­­های فرهنگی و جلوه­های معماری اسلامی و ایرانی در طراحی و نماسازی ساختمان­هاست. انحناهای موجود در گنبدهای مساجد، نقش­­ و نگارهای ایرانی و اسلیمی و سایر موارد از نشانه­های معماری اسلامی و ایرانی است که در روش سازه­های پیش­ساخته سبک می­توان آنها را حفظ کرد. چرا که می­توان پانل­های سبک مورد استفاده را به هر طرح دلخواه درآورد و پس از نصب آنها در محل خود، بتن­پاشی روی آنها انجام داد. روش سازه­های پیش ساخته سبک، حتی ساخت گنبدهای بزرگ را که به دلیل زیادی وزن، دشوار است آسان­تر­ می­کند چرا که در این روش وزن سازه­ها بسیار کاهش می­یابد در حالی که مقاومت و استحکام­ آنها بالاتر می­رود.

ج) ایمنی در ساختمان

بحث ایمنی، از مهمترین مسائل صنعت ساختمان است چرا که با سلامتی انسان­ها سر و کار دارد. در ساختمانهای سنتی چون ستونها و اسکلت فلزی، قسمت اعظم بار ساختمان را تحمل می­کنند. با کنار رفتن یک تیر یا ستون، کل ساختمان به طور ناگهانی فرو می­ریزد. در روش سازه­های پیش­ساخته سبک چون به جای استفاده از اسکلت فلزی، از شبکه­های میلگردی که در تمام سطوح دیوارها توزیع شده­­­اند استفاده می­شود، فروریزی ناگهانی پیش نمی­آید. چرا که اتصالات و مواضع تحمل بار به صورت یکپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.

د) صرفه­جویی­های ملی و سایر مزایای ناشی از کاربرد روش سازه­ها پیش­ساخته سبک

اگر به صرفه­جویی­هایی که کوچک به نظر می­رسند، در مقیاس ملی نگاه کنیم، به ارقام بالایی تبدیل می­شوند که می­تواند نقشی حیاتی در رشد و شکوفایی کشور ایفا کند. در زیر به مزایای ناشی از کاربرد تکنولوژی سازه­های پیش­ساخته سبک در صنعت ساختمان اشاره می­شود:

1-    کاهش متوسط میزان کاربرد میلگرد فولاد از 38 کیلوگرم در ساختمان­هایLarge Panel و ساختمان سنتی به 34 کیلوگرم در روش سازه­های پیش­ساخته سبک

2-      کاهش استفاده از سیمان در هزینه­های تمام شده ساختمان

3-     ده درصد کاهش در هزینه تمام­شده ساختمان

4-     کاهش وزن ساختمان(بطور مثال فقط در بحث استفاده از فولاد 12 کیلوگرم در هر متر مربع زیربنا، کاهش وزن دیده می­شود(

5-     کاهش زمان برگشت سرمایه از حدود 2 سال در شیوه سنتی به 5 الی 6 ماه در روش سازه­های پیش­ساخته سبک

6-      کاهش ضایعات مواد اولیه و استفاده بهتر از منابع ملی

7-    صرفه­جویی در مصرف انرژی(به دلیل عایق بودن دیوارها، ناشی از کاربرد پل­استایرن در پانل­ها(

8-      افزایش عمر ساختمان و افزایش استحکام آن ایمنی بیشتر ساختمان در برابر زلزله کاهش میزان آلودگی­های صوتی محیط

از محدودیت­های روش سازه­های پیش­ساخته 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.