چرای استفاده از سازه های فلزی سبک (lsf) ؟
حركت به سوي صنعتي شدن به پيشرفت هم زمان تمام صنايع نيازدارد در اين ميان صنعت ساختمان بعنوان يك صنعت كهن كه هر سال مبالغ هنگفتي از سرمايه هاي ملي در آن هزينه مي شود و در تجربه جهاني نشان داده است در زمانهايي كه نياز به ساخت تعداد زيادي ساختمان و مسكن وجود دارد. تنها انبوه سازي به شيوه هاي صنعتي با هدف گذاري برنامه ريزي مديريت و رشد هماهنگ صنايع وابسته ميسر است . صنعتي شدن فرآيندي نسبتاً زمان بر است كه نياز به تفكر مهندسي فرهنگي دراز مدت دارد و سياستي است كه همه بايد براي گسترش آن همواره تلاش كنند.
امروزه سبک سازي مانند سازه های کانکس يكي از مفاهيم كاربردي در زمينه ايمني در زمان وقوع زلزله به شمار مي رود . اصلي ترين هدف سبک سازي در ساختمان ها، كاهش نيروي وارده به ساختمان در هنگام وقوع زلزله است. براي رسيدن به اين هدف بايد سبک سازي هم در عناصر سازه اي و هم در عناصر غير سازه اي يك ساختمان لحاظ شود. در اکثر ساختمان ها در ايران ، وزن عناصر غير سازه اي از وزن عناصر سازه اي بيشتر مي باشد . بنابراين براي سبک سازي توجه به اجزاي غير سازه اي يك ساختمان كه معمولا قسمت بيشتري از وزن يك بنا را تشكيل مي دهند، مهم تر از بخش اجزا سازه اي مي باشد.در اين مقاله با توجه به ضرورت و راهكارهاي كاهش وزن ساختمان، ملاحظاتي جهت طرح و ساخت قاب سبک فولادی (LSF) با استفاده از مصالح سازه اي سبك ارائه شده است. كه توجه به آنها می توان گام بلندی در جهت حفظ و بهره وري منابع ، مواد ، انرژي وحفظ سرمايه ها وثروت ملي و جلوگیری از تلف شدن انرژی برداشت.
LSF چیست
سیستم ساخت قاب سبک فولادی Lightweight Steel Framing که به اختصار LSF می نامند، یک س یستم ساختمانی است، که برای اجرای ساختمان های عمدتاً کوتاه مرتبه و میان مرتبه (حداکثر تا 5 طبقه) استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد. این سیستم که شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد، بر اساس کاربرد اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر شکل گرفته است و از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده، ساختار اصلی ساختمان برپا می شود . مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و Z است، که معمولاً با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند. هر دیوار از تعدادی اجزای عمومی C شکل (استاد) به فواصل 40 تا 60 سانتی متر، که در بالا و پایین به اجزای افقی ناودانی U یا C شکل (تراک یا رانر) متصل شده اند، تشکیل می شود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (رانر) استفاده شود، لازم است برش هایی در محل نصب کانکس استاد انجام گیرد. مابین پانل پیش ساخته LSF و بتن سبک از پرلیت پر می شود.
سیستم سازه ای فولادی سبك (LSF) در انواع ساخت و سازها مانند ویلاها، خانه های ویلایی تك خانه وار و چندخانوار ، ساختمانهای مسكونی و اداری یك، دو و سه طبقه، هتل ها و هتل آپارتمانها، ساختمانهای مدارس و دانشگاهی، رستورانها و .... دارای كاربرد می باشد.
سیستم سازه های فولادی سبك (LSF) یكی از مناسبترین سیستم های ساختمانی است كه امروزه در جهان مورد استفاده قرار می گیرد. اصلی ترین عامل در سازه های فولادی سبك، مقاطع فولادی جدار نازك (LGS) میباشد. مقاطع فولادی جدار نازك، مقاطع فلزی سرد نورد شده ای میباشند كه با استفاده از ورقهای فولادی نازك و با استفاده از روش Roll Forming شكل دهی میشوند. داشتن ضخامت یكنواخت در عرض مقاطع و استفاده از روشRoll Forming برای ساخت آنهاست كه باعث میگردد، تولید مقاطع در حجم بسیار بالا و با كیفیت مناسب و یكنواخت انجام گیرد.
عمر مفید بنا
عمر مفید یک ساختمان به مصالحی که در ساخت آن بنا بکار رفته بستگی دارد. در روش LSF از بهترین و با کیفیت ترین مصالح موجود که به صورت صنعتی فرآوری می شوند، با بهره گیری از آخرین دستاورد های علمی صنعت ساختمان در جهان استفاده مي گردد.
تبدیل و احیاء مجدد مصالح
در روش LSF نزدیک به 70 درصد مصالح قابلیت تعویض شدن دارند.
فونداسیون
فونداسیون مورد نیاز در روش LSF شبیه دیگر روشهای مرسوم می باشد، با این تفاوت که به دلیل سبکی وزن سازه و مصالح مصرفی در مقایسه با ساختمانهای سنتی (25 تا 30 کیلوگرم بر متر مربع
برای یک بنای دو اشکوبه) نیروهای جانبی به طرز چشم گیری کمتر بوده و در نتیجه در اندازه فونداسیون ها تاثیر به سزایی دارد.
سازه
سازه ها در روش LSF بر اساس سازه های فلزی نورد سرد می باشد و با استفاده از استاندارد های معتبری چون AISI آمریکا محاسبه می گردد.
سقف طبقات
کف بین طبقات در روش LSF به صورت سقف کمپوزیت اجرا می گردد و بام نیز بسته به طرح می تواند به شکل خرپا هم ساخته شود.
ایزولاسیون
با استفاده از مرغوب ترین عایق های حرارتی و صوتی در کانکس ساختمانی با روشهای روز دنیا در جداره های خارجی از تبادل حرارت و صدا جلوگیری می شود، این تکنیکها نه تنها قابلیت تطابق در هر اقلیم و شرایطی را دارا می باشد بلکه در صرفه جویی انرژی نیز نقش به سزایی دارد.
ایزولاسیون رطوبتی
با استفاده از بهترین شیوه ها و تکنیکهای شناخته شده دنیا در روش LSF از ورود نم و آب به داخل ساختمان
می توان به راحتی جلوگیری کرد.
سیستم ساخت سریع
روش LSF این امکان را برای سرمایه گزاران فراهم می کند تا سرمایه آنها در کوتاه ترین زمان ممکن با بهترین کیفیت ساختمان سازی بازگردانده شود.
به عنوان مثال برای احداث یک بنای 4 طبقه با مساحت 1000 متر مربع زیر بنا تنها 114 روز کاری زمان نیاز دارد.
افزایش 8 الی 13 درصدی فضاهای مفید داخلی در مقایسه با شیوه های سنتی
تمام شده دیوار های خارجی 20 سانتیمتر می باشد که حدود 2/1 تا 3/1 آن در روش سنتی بوده
تمام شده دیوار های داخلی 9 سانتیمتر می باشد که حدود 2/1 آن در روش سنتی بوده
تمام شده کف طبقات 10 الی 20 سانتیمتر به ارتفاع می افزاید
تاسیسات مکانیکی
اساس لوله های تاسیساتی با استفاده از سوپر پایپ و پی وی سی
فشرده می باشد، که در مقایسه با لوله های فلزی و چدنی از انعطاف و طول عمر بیشتری برخوردار می باشند.
برای سیستم تهوبه مطبوع نیز می توان بسته به نظر کارفرما یا از پکیج یونیت و ار سیستم تهویه مرکزی استفاده کرد.
تاسیسات الکتریکی
در این شیوه لوله های پلاستیکی از بالای سقف کاذب به میان فضای خالی دیوارها به محل قوطی ها که از پیش به وسیله پشت بندهای مخصوص در محل مورد نصب شده اند کشیده می شوند.
مقاطع فولادی جدار نازك، سبك بوده و به راحتی قابل حمل میباشند. بخشهای مختلف ساختمان را به راحتی می تواند بااین مقاطع مونتاژ نمود. این عوامل باعث میگردد كه عملیات ساخت با این سیستم بسیار سریع باشد.
بررسي رفتار سيستم در برابر آتش
در اين بخش رفتار و مقاومت سيستم ساختماني LSF در برابر آتش مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد از آنجايي كه تخته هاي گچي در سيستم LSF مهمترين نقش در برابر آتش را دارند .
ورق هاي نسبتا نازك فولاد گالوانيزه چارچوب اصلي ساختمان هاي LSF را از نظر سازه اي تشكيل مي دهد اين ورق ها در برابر آتش داراي مقاومت كمي است و از اين نظر بايد محافظت شود در غير اين صورت ساختار هايي از نوع LSF در برابر آتش به سرعت دچار تغيير شكل شده و فرو خواهد ريخت .محافظت ساختار کانکس در برابر آتش به وسيله تخته هاي گچي كه بر روي چار چوب فولادي نصب مي شود قابل تامين است ضمن اينكه به اين صورت جدار ديوار يا سيستم سقف نيز شكل گرفته جدا سازي بين فضاهاي مجاور مطابق با طرح معماري صورت مي گيرد براي رسيدن به مقاومت هاي كم در برابر آتش مي توان از تخته هاي گچي معمولي استفاده كرد اما براي تامين مقاومت هاي بيش تر بايد از تخته هاي مقاوم تر در برابر آتش استفاده كرد لازم به ذكر است كه گاهي از ساير تخته هاي محافظ از جنس چوب سيمان يا سيليكات كلسيم نيز استفاده مي شود اما گچ در بين مواد فوق از خواص بهتري برخوردار بوده و بسيار رايج تر است . آزمايش هاي متعدد آتش بر روي سيستم هاي LSF شامل سيستم هاي ديوار وكف در كشورهاي مختلف صورت گرفته و نتايج آن در دسترس است اين سيستم ها توانسته اند مقاومت لازم در برابر آتش را تامين كنند بديهي است كه هر چه ارتفاع ساختمان بيشتر و يا كاربري آن مهمتر باشد به مقاومت بيشتري در برابر آتش نياز خواهد بود كه اين به معناي استفاده از تمهيدات بيش تر محافظتي است موضوع مهم ديگر چگونگي اجرا و استفاده از اجرا و اتصالات مناسب است براي مثال براي تامين مقاومت هاي بالا تر نياز به اتصالات قوي تر وكم كردن فاصله بين اتصالات است .
همان گونه كه در بخش قبلي نيز مطرح شد ضعف اصلي سيستم از وجود پروفيل ها ي فلزي ناشي مي شود كه تخته هاي طرفين ديوار را به هم ارتباط مي دهد لازم به ذكر است ضريب هدايت فولاد حدودا 56 (W\m.k) وضريب هدايت عايق هاي حرارتي متداول حدودا 0.04(W\m.k) است در نتيجه انتقال حرارت به صورت يكنواخت از تمامي قسمت هاي ديوار صورت نمي گيرد و بخش قابل توجهي از حرارت از قسمت هاي فلزي كه مقاومت كمتري در برابر انتقال حرارت دارند عبور مي كند بدين ترتيب پروفيل هاي مورد استفاده در کانکس به عنوان پل هاي حرارتي تلقي مي شوند در مقايسه ي اين سيستم و سيستم هاي قديمي با پروفيل هاي چوبي مي توان گفت عملكرد هاي حرارتي تا حد زيادي به هم نزديك هستند در سيستم چوبي هر چند ضريب هدايت چوب كم است ولي سطح مقطع مورد نياز به مراتب بيشتر از پروفيل هاي فولادي مورد استفاده است . بهبود عملكرد حرارتي ديواري در جهت دستيابي به مقاومت هاي تعيين شده در مقررات ملي ساختمان به چند روش مي تواند انجام گيرد در ادامه مطرح ترين روش ها در اين زمينه مورد ارزيابي قرار مي گيرد .
از نظر اجرايي ساده ترين روش افزايش ضخامت و در نتيجه مقاومت حرارتي عايق است تا حدي كه اثر پل هاي حرارتي را جبران كند اين روش اثر پل هاي حرارتي را كاهش نمي دهد و حتي در اكثر موارد مقدار آنرا افزايش نيز مي دهد به اين ترتيب براي دستيابي به مقاومت هاي حرارتي مورد نظر بايد عايق هاي حرارتي با ضخامت بالاتر از معمول مورد استفاده قرار گيرد كه از نظر اقتصادي فاقد توجيه قوي است .
نقل قول
