بتن مسلح با عایق ماندگار

معرفی سیستم ساختمان‌ های بتن مسلح با عایق ماندگار (Insulating Concrete Formwork):

نیاز گسترده و روزافزون به ساختمان و مسکن، استفاده از سیستم‌های ساختمانی مناسب و مصالح جدید به منظور افزایش سرعت ساخت، ارتقا کیفیت، جلوگیری از اتلاف انرژی، افزایش عمر مفید ساختمان‌ها، کاهش وزن ساختمان و مقاومت کافی در برابر نیروها از جمله نیروی زلزله را بیش از پیش ضروری ساخته است.

یکی از جدیدترین سیستم‌های ساختمانی که در سال‌های اخیر گسترش چشمگیری یافته است، استفاده از ترکیب بتن مسلح به عنوان جزء باربر و پانل‌های پلی استایرن (EPS) به عنوان قالب بتن و عایق حرارتی است که با نام سیستم قالب‌های عایق ماندگار (ICF) شناخته می‌شود.

این سیستم در دهه 1960- 1950 در اروپا ابداع شد و به عنوان یک فناوری مناسب در صنعت ساختمان به طور محدود مورد استفاده قرار گرفت و به دلیل مزایای بسیار از نظر معماری و ساختمان به سرعت در سراسر جهان گسترش یافت.

یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم سازه بتن مسلح با قالب عایق ماندگار، قالب‌های دائمی از پانل‌های مسلح پلی استایرن است که در مرحله بتن‌ریزی و ساخت دیوارهای بتن مسلح استفاده شده و پس از بتن‌ریزی، بخشی از دیوار محسوب می‌شوند.

در کشورهای صنعتی این سیستم برای ساخت واحدهای کوچک مسکونی استفاده می‌شود.

اساس این سیستم، استفاده از سازه بتن مسلح باربر در سقف و دیوار ساختمان و همچنین صفحات پلی استایرن مسلح سبک برای تیغه‌های غیرباربر است.

دیوارها در داخل قالبی از پانل‌های مسلح پلی استایرن بتن‌ریزی می‌شوند.

سقف‌ها دارای قالبی از پلی استایرن مسلح بوده و به صورت مجوف و شبیه به سقف‌های اسپایرول بتنی ساخته می‌شوند.

به عبارت دیگر ساختمان در دو لایه از پلی استایرن پیچیده می‌شود که از لحاظ عایق‌بندی حرارتی و صوتی دارای بیشترین بازدهی است.

کل قطعات دیواری و سقفی و دیواره‌های پلی استایرن مسلح، در کارخانه آماده و برای نصب به محل اجرا حمل می‌شوند.

سیستم سقف ICF با نام قالب‌های دائمی عایق (PIF) نیز شناخته می‌شود که روشی سریع برای اجرای ساختمان‌های بتنی با عایق دائمی به شمار می‌رود.

این سیستم برای اولین بار در اوایل دهه 1950-1960 در کشور آلمان ابداع شد و پس از آن با سرعت چشمگیری در اروپا و سپس در سراسر دنیا گسترش یافت، به طوری که درحال حاضر بیش از 8 درصد ساختمان‌های با ارتفاع کم و متوسط در آمریکا و کانادا با این تکنولوژی ساخته می‌شوند.

امروزه در این زمینه نوآوری‌های زیادی صورت گرفته و با استفاده از این فناوری (ICF) نمونه‌های متنوعی از واحدهای مسکونی، اداری، تجاری و … تولید می‌شود.

این سیستم در سراسر دنیا با روش‌های مختلفی طراحی و تولید می‌شود که همگی شامل دو لایه فوم عایق (به طور معمول از جنس (EPS) است که با فواصل متفاوت به موازات هم قرار می‌گیرند و پس از بتن‌ریزی به قسمتی از دیوار تبدیل می‌شوند.

این دو لایه توسط عناصر مسلح کننده که در بین این دو لایه نصب می‌شوند، به یکدیگر متصل می‌شوند.

قطعات اتصال دهنده پلاستیکی یا تسمه‌هایی از ورق گالوانیزه هستند.

در صورت لزوم برش لبه‌های لایه‌های فوم به گونه‌ای انجام می‌شود که هنگام نصب، لایه‌ها در هم قفل شوند.

اجزای اصلی این سیستم شامل پانل‌های سقفی و دیواری هستند.

پانل‌های سقفی وظیفه تحمل بارهای كف و انتقال آن به دیوارهای باربر را بر عهده دارند، پانل‌های دیواری به دو صورت باربر (اجزای سازه‌ای که مقاومت در برابر نیروهای ثقلی و جانبی را بر عهده دارند) و یا غیرباربر (برای جداسازی فضا) استفاده می‌شوند.

کلیه قطعات این سیستم به صورت مدولار در کارخانه تهیه و پس از حمل در محل کارگاه به یکدیگر متصل می‌شوند.

• اجرای دیوارهای بتن مسلح با قالب عایق ماندگار (ICF) و انواع آن:

با توجه به اشکال متفاوت لایه‌های پلی استایرن و طریق مختلف برای بتن‌ریزی مابین آنها، سه سیستم برای اجرای دیوار مسلح ICF وجود دارد:

الف – سیستم مسطح:

این سیستم از یک هسته بتنی با ضخامت یکسان بتن در سراسر دیوار مسلح و قالب در دو طرف تشکیل شده و شبیه دیوار بتنی معمولی است.

این سیستم در مناطق زلزله‌خیز و یا مناطقی با شرایط آب و هوایی سخت مناسب‌تر از دو سیستم دیگر است.

شکل سیستم مسطح

ب – سیستم دوطرفه:

در این مدل که با اتصال تیرهای افقی و ستون‌ها با الگویی شبکه‌ای اجرا می‌شود، ضخامت بتن در نقاط مختلف دیوار متفاوت است و برای افزایش ضخامت دیوار ضخامت بتن در قسمت‌هایی که به صورت برجسته اجرا می‌شود، افرایش پیدا می‌کند.

شکل سیستم دوطرفه

ج-سیستم مشبک:

در این سیستم ستون‌های عمودی و تیرهای افقی اجزای دیوار بتنی را شکل می‌دهند و فضای بین آنها با عایق پر می‌شود.

رفتار سازه‌ای این سیستم پربازده‌تر از دو نوع دیگر است، اما اجرای آن مشکل‌تر بوده و مقاومت آن در برابر آتش‌سوزی کمتر است.

شکل سیستم مشبک

• انواع قالب‌ها از نظر شکل هندسی:

قالب‌ها در این سیستم از لحاظ شکل ظاهری به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

الف- قالب بلوکی:

در این نوع قالب قطعات فوم دارای ابعاد کوچکی می‌باشند.

این نوع قالب برای دیوارهای داخلی استفاده می‌شود.

بین قطعات فوم با موادی غیر از بتن پر می‌شود و با داشتن برآمدگی و فرورفتگی در هم چفت و بست می‌شوند.

ب- قالب پانلی:

در این سیستم قالب بزرگ بوده و بین آن از بتن پر شده و دارای سطحی صاف است.

این قالب‌ها هم برای بتن سازه‌ای و هم غیرسازه‌ای کاربرد دارند و برای نگهداری آن نیاز به بست‌های نگهدارنده است.

شکل قالب پانلی و عناصر آن

ج- قالب تخته‌ای:

این قالب مانند قالب‌های پانلی است و تفاوت اصلی آن با روش پانلی در مونتاژ و نحوه نصب است.

در این سیستم قطعات به صورت متوالی به وسیله بست به یکدیگر متصل می‌شوند.

• ویژگی‌های معماری:

به دلیل قابلیت برش و تغییر فرم قالب‌ها، انواع طرح‌های پیچیده معماری، با این سیستم قابل اجراست.

با استفاده از این روش ساخت زوایا، دیوارهای منحنی، طاق‌ها و پیش‌آمدگی‌ها امکان‌پذیر بوده و دستیابی به فرم‌های دلخواه به سادگی قابل انجام است.

عدم محدودیت در معماری و طراحی، از مزایای مهم این سیستم است.

در سیستم ICF می‌توان بازشو با ابعاد خواسته شده در دیوار و سقف تعبیه کرد.

با توجه به اینکه دیوارها و سقف از بتن آرمه هستند، کافی است این بازشوها و تأثیر آن را در محاسبات سازه در نظر گرفت و میلگردهای موردنیاز در اطراف بازشدگی‌ها را براساس آن طراحی کرد.

اجزای سیستم بتن مسلح با عایق ماندگار:

اجزای مختلف سازه ‌این سیستم عبارتند از:

• پانل سقفی
• دیوار باربر
• دیوار جدا کننده

پانل سقفی:

این پانل‌ها به عرض 60 سانتیمتر، ضخامت 16 تا 32 سانتیمتر و طول دلخواه تولید می‌شوند.

در قسمت زیرین این قطعات 2 عدد پروفیل از ورق خم شده به شکل ناودانی یا Z وجود دارد.

این پروفیل‌ها مقاومت لازم برای بارهای وارده هنگام نصب و ساخت را تأمین می‌کنند، ضمن آن که در مرحله نازک‌کاری می‌توان از آن به عنوان تکیه‌گاه برای هر نوع روش نازک‌کاری از جمله پانل‌های گچی استفاده کرد.

لبه‌های پایین مقطع به صورت فاق و زبانه با پانل‌های مجاور، در هم قفل می‌شوند و در بالا، فضای لازم را برای میلگردگذاری به شكل متداول سقف‌ تیرچه بلوک و یا هر شکل دیگر فراهم می‌کنند.

تیغه کف ساخته شده که در آن از قالب بتنی ثابت استفاده می‌شود.

1. قالب بتنی ثابت کف
2. پروفیل فلزی گالوانیزه U شکل
3. بتن مسلح تیغه کف
4. بتن مسلح دال کف
5. میلگرد اصلی تقویتی صفحه بتنی
6. میلگرد صفحه بتنی

شکل مشخصات سقف اجرا شده با پانل سقف

• دیوار باربر:

دیوارهای اصلی و باربر، از دو لایه پلی استایرن به ضخامت 5 سانتیمتر در طرف داخل و ضخامت متغیر از 5 سانتیمتر به بالا در لایه بیرونی تشکیل شده است.

ضخامت لایه بیرونی بسته به میزان عایق حرارتی خواسته شده، قابل افزایش است.

این دو لایه به وسيله پیچ‌های دو سر رزوه به قطر 5 میلیمتر در فواصل 20 سانتیمتری به یکدیگر متصل می‌شوند.

پیچ‌ها در کارخانه توسط جوش نقطه‌ای، به میلگردهای قائم وصل و توسط مهره‌های پلاستیکی به پانل‌های پلی استایرن محکم می‌شوند.

وظیفه پیچ‌ها، نگهداری پانل‌های طرفین، تحمل بار ناشی از بتن‌ریزی بوده و به عنوان تکیه‌گاه میلگردهای افقی و قائم دیوار عمل می‌کنند، ضمن آن که مقاومت زیادی در برابر کمانش دیوار در جهت عمود بر صفحه دیوار فراهم می‌کنند.

فاصله بین دو پانل با تغییر طول پیچ‌ها، تا 30 سانتیمتر قابل افزایش است.

میلگردهای قائم دیوار با قطر 8 تا 12 میلیمتر، در کارخانه به همراه پیچ‌های نگهدارنده، در دیوار قرار گرفته و پس از نصب در جای خود مطابق نقشه معماری بتن‌ریزی می‌شوند.

این پانل‌ها کلیه بارهای مرده و زنده و نیروهای جانبی وارد بر ساختمان، مانند نیروی ناشی از باد یا زلزله را تحمل می‌کنند.

شکل عدم محدودیت در ایجاد دیوارها در زوایای مختلف در سیستم ICF

• مشخصات فنی دیوارهای باربر:

عرض قالب‌ها به طور معمول 120 سانتیمتر و ارتفاع آنها مطابق ارتفاع طبقه است.

ضخامت مقطع بتن مسلح براساس محاسبات سازه می‌تواند از 10 تا 45 سانتیمتر در نظر گرفته شود.

ضخامت لایه پلی در طرف داخل حداقل 5 سانتیمتر بوده و ضخامت این لایه در طرف بیرون متغیر و بین 5 تا 15 سانتیمتر است.

میلگردهای قائم در هر دو لایه دارای قطری بین 8 تا 12 میلیمتر بوده و به صورت شبکه با جوش استاندارد (براساس محاسبات سازه) درنظر گرفته می‌شود.

جدول مشخصات فنی اجزای مختلف سیستم

شکل جزئیات اتصال دیوار میانی

شکل اتصال دیوارها در گوشه

• دیوار جدا کننده:

دیوارهای غیرباربر در این سیستم از جنس پلی استایرن با عرض 60 سانتیمتر و ضخامت 6 تا 20 سانتیمتر و در طول دلخواه تولید می‌شوند.

در داخل هر بخش دیوار 2 عدد پروفیل از ورق خم شده که دارای سوراخ‌هایی نیز هست، کار گذاشته شده است که در ارتفاع دیوار ادامه دارد و ضمن فراهم نمودن پایداری لازم، اتصال مکانیکی دیوار جداکننده به سقف، کف و پوشش یا نازک‌کاری را امکان‌پذیر می‌سازد.

لوله‌های برق و تأسیسات نیز، به سادگی از داخل مقطع پروفیل و سوراخ‌های دیوار جداکننده قابل عبور هستند.

استفاده از این دیوارها باعث سرعت در ساخت دیوارهای داخلی و کاهش وزن تمام شده بنا می‌شود.

• مشخصات فنی دیوارهای جداکننده:

جدول زیر مشخصات فنی پی، دیوارها، کف‌سازی را در این سیستم نشان می‌دهد.

جدول مشخصات فنی دیوارهای جداکننده

• مقاومت سازه‌ای سیستم:

مقاومت سازه‌ای این سیستم وابسته به دیوارهای باربر و سقف بتنی مسلح آن است.

سقف بتنی متشکل از تیرهای تیغه‌ای موازی بتنی است، که فاصله محور تا محور آنها 60 سانتیمتر است و توسط یک دال بتنی پیوسته به یکدیگر متصل می‌شوند و سقف یکپارچه‌ای را پدید می‌آورند.

با توجه به مقررات طراحی، حداقل ضخامت دال در سقف 4 سانتیمتر است.

این حداقل برای سقف ساختمان‌های عمومی تا 5 سانتیمتر و برای سقف ساختمان‌های صنعتی تا 6 سانتیمتر افزایش پیدا می‌کند، ضخامت پوشش بتن سقف نباید کمتر از 1 سانتیمتر باشد.

ضخامت پوشش بتن در دال‌های متشکل از تیغه‌های 25 سانتیمتری، 1.5 سانتیمتر و برای تیغه‌های بیش از 25 سانتیمتر، 2 سانتیمتر در نظر گرفته می‌شود.

برای دیوارهای باربر نیز باید این ضخامت‌ها رعایت شوند.

اتصال دیوار و سقف را باید برای دو حالت بارگذاری متفاوت مطابق شکل تحلیل و طراحی کرد (مشابه سیستم‌های قابی).

الف- بارگذاری متقارن

ب- بارگذاری نامتقارن (در این حالت از تأثیر قاب بارگذاری نشده، چشم‌پوشی شده است)

شکل نمودار توزیع نیرو تحت‌تأثیر بارگذاری متقارن و نامتقارن: ایجاد گشتاور خمشی در دیوارها توسط سقف

شکل نمودار تغییر شکل قاب

• ویژگی‌های سیستم:

مطابقت با مقررات ملی ساختمان:

در مراحل تحلیل و طراحی ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار می‌توان ابعاد قسمت‌های مختلف را به طور دقیق براساس محاسبات سازه تعیین نمود.

کلیه محدودیت‌هایی که در مقررات ملی ساختمان و آیین نامه‌های طراحی در برابر زلزله و آیین نامه بتن ایران در مورد ساختمان‌های با شکل‌پذیری زیاد تعیین شده است، در این سیستم قابل اعمال است.

ضوابط مبحث 9 مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه) و ضوابط ویژه طراحی در برابر زلزله در مورد سازه‌های با شکل‌پذیری زیاد، در ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار همزمان با رعایت نکات ذیل قابل اعمال است.

• حداقل مقاومت بتن 20 نیوتن بر میلیمتر مربع
• حداقل ضخامت دیوار باربر بتن مسلح 15 سانتیمتر
• حداقل مساحت میلگردهای قائم 0.0025
•  قرارگیری میلگردها در دو شبکه برای دیوارها
• حداکثر فاصله بین میلگردهای قائم و افقی در طول دیوار 35 سانتیمتر و در اجزای لبه 20 سانتیمتر
• حداقل میلگرد افقی عمود بر میلگردهای اصلی قائم 0.0025

شکل نمونه اتصال دیوار به پی با رعایت مقررات ملی ساختمان

• امکان ترکیب با سایر سیستم‌ها:

علاوه بر امکان ساخت کامل یک ساختمان با استفاده از سیستم سازه بتن مسلح و قالب عایق ماندگار، می‌توان هریک از اجزای این سیستم را در کنار مصالح دیگر، از جمله مصالح متداول به کار برد.

برای مثال، می‌توان دیوارها را با استفاده از این روش اجرا کرد، در حالی که کف‌ها از قطعات بتن پیش‌ساخته و یا چوب ساخته شده‌اند یا دیوارها را با استفاده از مصالح سنتی و کف‌های بالاتر از همکف را با استفاده از این سیستم اجرا کرد.

این سیستم همچنین می‌تواند برای ساخت و قالب‌بندی پی‌ها به کار رود.

از آنجا که قالب‌های پلی استایرن سبک هستند، این سیستم می‌تواند در بازسازی بناها نیز به کار برده شود.

همچنین هنگامی که نیاز به افزودن طبقاتی برروی بنای موجود است، این سیستم به علت وزن کم، حمل و نقل و جابه‌جایی آسان قطعات آن و عدم نیاز به ماشین‌آلات سنگین، گزینه‌ای مناسب محسوب می‌شود.

• امکان اجرای سریع:

به علت سبکی وزن قالب‌های پلی استایرن و عدم نیاز به جرثقیل در جابه‌جایی آن، قطعات سیستم به راحتی و با سرعت در جای خود تراز شده و آماده بتن‌ریزی می‌شوند.

برای هر متر مربع سقف، حدود یک دوم نفر – ساعت کارگر و برای دیوار، یک چهارم نفر- ساعت کارگر لازم است.

با سیستم قالب‌های عایق ماندگار، سازه دیوار و سقف یک ساختمان به مساحت 100 متر مربع را می‌توان در 5 روز کاری اجرا کرد.

• سهولت اجرای نازک‌کاری:

طیف گسترده‌ای از مصالح و روش‌ها، می‌تواند در نازک‌کاری دیوارها و سقف‌های ساخته شده با این روش، استفاده شود.

از جمله می‌توان به ورقه‌های گچی، انواع اندودها، آجرهای نما، پانل‌های چوبی و انواع تایل‌های سرامیکی اشاره کرد.

• امکان اجرا در فصول مختلف سال:

به دلیل وجود فوم‌های پلی استایرن در دو طرف قطعات قالب و با توجه به اینکه این فوم‌ها نقش عایق حرارتی نیز ایفا می‌کنند، در روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار امکان بتن‌ریزی، در محدوده دمایی وسیع‌تر و دوره طولانی‌تری از سال امکان‌پذیر است.

این لایه‌های عایق دمای بتن را تا زمان گرفتن در حد لازم حفظ می‌کنند.

• انعطاف‌پذیری در ابعاد و اندازه:

از ویژگی‌های این سیستم، قابلیت برش آن در ابعاد متفاوت است.

این قابلیت، سبب می‌شود تا بتوان برای هر شکل هندسی و هر ابعادی راه‌حلی متمایز و عملی ارائه کرد.

همچنین اجرای گوشه‌های 45 درجه و فرم‌های منحنی امکان‌پذیر است.

برش پانل‌ها می‌تواند با توجه به اندازه مورد نیاز، در کارخانه صورت گیرد و یا در مواردی و با روش‌هایی مانند اره کردن در کارگاه انجام شود.

همچنین، ضخامت قطعات می‌تواند با تغییر دادن فواصل فوم‌ها و ابعاد شبکه درونی، به صورت دلخواه و با توجه به ویژگی‌های سازه‌ای (مانند بار وارده، طول دهانه، عایق‌بندی حرارتی و …) تغییر کند.

• سهولت جابه‌جایی و انبار کردن:

یکی از مزایای این سیستم، امکان حمل و انبار کردن منظم قطعات آن، در کارگاه است.

قطعات این سیستم می‌توانند به کمک هر نوع وسیله‌ای، با توجه به امکانات موجود در کارگاه حمل و جابه‌جا شوند.

• عدم نیاز به قالب‌بندی برای اجرای بتن:

در روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار، فوم‌های تعبیه شده در قطعات علاوه بر ایفای نقش عایق حرارتی در دوره بهره‌برداری از ساختمان، در طی مراحل ساخت و عملیات بتن‌ریزی نیز نقش قالب را بر عهده دارند.

بنابراین نیازی به قالب‌بندی جداگانه برای بتن‌ریزی نخواهد بود.

به علاوه برای بتن‌ریزی تا ارتفاع 3 الی 3.5 متر، پشت‌بند و کلاف لازم نبوده، دیوار تحمل فشار هیدرواستاتیک بتن را دارد.

• قابلیت اجرا در طبقات متعدد:

با وجود سبک بودن دیوارها و سقف، برای اجرای طبقات بیشتر امکان قرار دادن میلگردهای اضافی در دیوار و سقف براساس محاسبات سازه‌ای وجود دارد.

بنابراین محدودیت اساسی نسبت به تعداد طبقات و دهانه‌های سقف قابل اجرا توسط این سیستم، وجود ندارد.

به عبارت دیگر قابلیت باربری روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار با سایر سیستم‌های بتنی متعارف، تفاوت قابل ملاحظه ای ندارد.

• عدم نیاز به مواد جداسازنده:

مطابق ضوابط فنی و اجرایی ساختمان‌های بتنی قالب‌ها بعد از استفاده باید تمیز شده و به مواد رهاساز آغشته شوند.

گرچه در اکثر مواقع پیمانکاران از مواد خورنده نفتی استفاده می‌کنند که باعث بروز مشکلاتی در بتن می‌شود.

از آنجا که در روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار، قالب‌ها در محل به صورت ثابت قرار می‌گیرند و نیازی به استفاده از مواد جداسازنده نیست.

• قابلیت اجرا در مناطق آسیب دیده:

برای کشورهایی که در معرض حوادث طبیعی قرار دارند، اسکان موقت آسیب‌دیدگان در حداقل زمان، در صورت بروز حوادث غیرمترقبه از اهمیت بسیاری برخوردار است.

روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار راه‌حل مناسبی برای حل مشکل اسکان سریع آسیب‌دیدگان بوده و با توجه به ویژگی عایق بودن می‌تواند در برطرف کردن مشکلات آسیب‌دیدگان از نظر گرما و سرمای محیط، مفید باشد.

• ویژگی‌های سیستم از نظر تأسیسات مکانیکی و الکتریکی

نصب اجزای سیستم تأسیسات الکتریکی و مکانیکی:

برای ایجاد حفره‌های موردنیاز برای نصب کلیدها و پریزها و سایر اجزا مانند لوله‌های تأسیسات بهترین روش، استفاده از تیغه داغ است.

برای محکم کردن پریزها و کلیدها در فوم‌های پلی استایرن، از فوم‌های ساختمانی و یا ملات‌هایی با پایه سیمان، استفاده می‌شود.

در صورت نیاز می‌توان لوله‌های تأسیساتی را قبل از بتن‌ریزی در داخل قطعه در جای خود قرار داد و پس از آن بتن‌ریزی کرد.

از ضخامت ۵ سانتیمتر پلی استایرن دیوار نیز، می‌توان لوله‌های آب و برق را عبور داد.

• امکان عبور تأسیسات از داخل دیوارها و سقف:

در روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار داکت‌های عبوری از دیوارهای جدا کننده، می‌توانند با قسمت‌های باز در قطعات دیوار و کانال‌های موجود ادغام شوند.

به عبارت دیگر، می‌توان لوله‌های آب، فاضلاب، کابل‌های برق و سایر تأسیسات را از داخل حفره‌های پیش‌بینی شده در قطعات دیوار عبور داد.

حداکثر قطر این حفره‌ها 50 میلیمتر است.

در مواردی که نیاز به فضای بیشتری برای عبور لوله‌هاست، یکی از دیواره‌های حفره را پس از گرفتن بتن برش داده و لوله‌ها را نصب می‌کنند.

در قطعات سقف نیز، داکت‌هایی با قطر 60 میلیمتر به همین منظور تعبیه می‌شود.

در صورت لزوم قطعات سقف می‌توانند اجزای بزرگتری مانند یک لوله با قطر 100 میلیمتر را نیز عبور دهند.

شکل فضای خالی برای عبور لوله‌های تأسیساتی

• روش اجرا

بسته‌بندی، انبار کردن و حمل و نقل:

قطعات سیستم قالب‌های عایق ماندگار می‌تواند به طور افقی بر روی هم چیده شده و به وسیله نوارهای پلی پروپلین، به هم بسته شوند.

قطعات سقف در ردیف‌هایی با فاصله جانبی 50 میلیمتر، در کنار هم انبار می‌شوند.

در انبار کردن قطعات دیوار، باید به این نکته توجه کرد که پست‌های پلی پروپیلن روی همدیگر قرار نگیرند.

در حمل قطعات، باید از قراردادن مصالح دیگر در زیر و یا روی آنها خودداری کرد.

همچنین در هنگام حمل، باید قطعات با روش‌های مطمئن بسته شوند، تا در اثر حرکت‌های کنترل نشده در هنگام حمل آسیب نبینند.

از وسایل مختلفی مانند لودر یا جرثقیل می‌توان برای حمل و تخلیه قطعات استفاده کرد.

در صورت حمل قطعات با لودر باید هنگام بلند کردن آنها از زمین به مرکز جرم قطعات، توجه شود.

فاصله چنگک‌های نگهدارنده از مرکز جرم قطعات نباید بیش از 1 متر باشد.

بارگیری و تخلیه قطعات باید از کنار وسیله صورت گیرد.

شکل حمل با لودر

در صورتی که از جرثقیل استفاده می‌شود، برای حمل قطعات می‌توان از روش‌های مختلفی بهره گرفت.

اما در هر حال باید توجه کرد که برداشتن قطعات به شکل نامتقارن می‌تواند سبب آسیب دیدن آنها شود.

هنگامی که از جرثقیل برای حمل قطعات استفاده می‌شود، باید تسمه پشت قطعه چوبی که از قطعات کمی بزرگتر است، به خوبی در جای خود ثابت شود.

هرچند این روش برای حمل قطعات در مقیاس وسیع به کار می‌رود، ولی سبکی قطعات در این سیستم و راحتی حمل آنها، این امکان را فراهم می‌سازد تا یک کارگر بتواند به آسانی این قطعات را حمل کند.

برای مثال یک قالب دیواری (با عرض 1200 میلیمتر و ارتفاع 3150 میلیمتر) در صورتی که از فوم‌هایی به ضخامت 50 تا 100 میلیمتر ساخته شده و فضای مابین فوم‌ها 150 میلیمتر باشد، حدود 35 کیلوگرم وزن دارد و به سادگی توسط یک کارگر قابل حمل و نصب است.

در انبار کردن قطعات در کارگاه باید به نکات زیر توجه شود:

• تخلیه قطعات به شکل مستقیم بر روی زمین مجاز نیست، زیرا ممکن است موجب آسیب دیدن قطعات شود.
• قطعات باید بر روی یک صفحه افقی و مسطح به شکل لایه‌های افقی انبار شوند.
• حداقل 2 پایه باربر باید در زیر هر ردیف از قطعات قرار گیرد، تا از تغيير شكل قطعات جلوگیری شود، فاصله بین پایه‌ها، مطابق شکل انتخاب می‌شود.
• اگر طول قطعات، از 6 متر بیشتر باشد، یک پایه کمکی دیگر در بین دو پایه ابتدایی و انتهایی لازم است.
• قراردادن قطعات با فاصله افقی محوری بیش از 250 میلیمتر، مجاز نیست.
• قطعات دیواری منفرد را می‌توان به شکل عمودی هم انبار کرد.

  شکل روش صحیح انبار کردن قطعات                                          شکل روش نادرست انبار کردن قطعات                      

• اجرای دیوار باربر:

برای نصب و اجرای دیوار باربر بر روی پی، باید ابتدا به طور دقیق محل قرارگیری دیوار و امتداد آن، با ریسمان رنگی مشخص شود.

سپس در روی امتداد مذکور ناودانی از ورق خم شده قرار گرفته و توسط تفنگ هیلتی در جای خود محکم شود.

پس از آن، انتهای قطعه دیواری در روی ناودانی قرار گرفته و پس از تراز کردن و قراردادن میلگردهای افقی و میلگردهای انتظار طبقات بالاتر، دیوار بتن‌ریزی می‌شود.

میلگردهای دوسر رزوه شده هر 20 سانتیمتر بین دو جداره قالب اجرا می‌شوند تا فشار بتن‌ریزی را تحمل کنند.

بدین ترتیب یک دیوار تا ارتفاع 4 متر می‌تواند در یک مرحله بتن‌ریزی شود.

کاربرد قطعات برای ایجاد گوشه و قوس:

برخی از قطعات تولید شده در روش قالب‌های عایق ماندگار به گونه‌ای هستند که امکان ایجاد تقاطع‌های 90 درجه و 135 درجه و قوس را به سهولت فراهم می‌کنند.

شکل ایجاد بازشو در و پنجره در دیوار

شکل ایجاد بازشو در دیوار

• سقف:

در سیستم سازه بتن مسلح با قالب عایق ماندگار، سقف از قطعاتی به عرض 60 سانتیمتر و طول دلخواه تشکیل می‌شود.

پس از آماده شدن دیوارهای باربر، قطعات سقف در دهانه بین دو دیوار قرار می‌گیرند.

سپس زیر سقف در فواصل حدود 2 متر شمع‌بندی می‌شود.

به دلیل شكل خاص مقطع سقف، از قرار گرفتن هر دو قطعه در کنار هم فضای شکل‌گیری تیرچه‌های فرعی ایجاد می‌شود.

میلگردهای تیرچه براساس محاسبات سازه‌ای در این محل قرار می‌گیرند.

در محل تلاقی دیوار و سقف نیز میلگردهای لازم براساس محاسبات و حداقل‌های آیین نامه‌ای اجرا می‌شود.

در مرحله آخر شبکه میلگرد حرارتی به صورت جوش شده یا به روش متعارف، در محل خود قرار می‌گیرد و بتن سقف ریخته می‌شود.

پوشش نهایی سقف از ورق گالوانیزه طرحدار اجرا می‌شود.

این نوع ورق‌ها با استفاده از دستگاه‌های شکل دهنده ساخته می‌شوند.

شکل اتصال دیوار به سقف

شکل اجرای سقف شیبدار

• دیوار جدا کننده:

پس از اتمام اجرای دیوارها و سقف، پروفیل‌های دیوارهای جدا کننده به سقف و کف بنا پیچ می‌شوند و پس از آن دیوارها به سادگی به این پروفیل‌ها متصل می‌گردند.

شکل اتصال دیوار جدا کننده به کف

• نازک‌کاری:

اگر بین ساخت دیوار و مرحله نازک‌کاری بیش از 2 ماه وقفه ایجاد شود، ممکن است سطح فوم پلی استایرن زرد شده و پوسیدگی آن در اثر تابش اشعه ماوراء بنفش خورشید، آغاز شود.

از سوی دیگر این امکان وجود دارد که این فرسایش در اثر تماس فوم‌ها با باد و باران نیز، رخ دهد.

فاصله زمانی مجاز مابین مرحله ساخت و نازک‌کاری، بستگی به محل احداث ساختمان، جهت ساختمان و فصل سال دارد.

برای مثال در فصل بهار این زمان در حدود یک ماه برآورد می‌شود.

برای محافظت فوم‌های پلی استایرن از تابش‌های فوق‌الذکر، باید سطح آنها با لایه‌ای از اندود پوشانده شود.

برای نازک‌کاری داخلی از پانل‌های گچی که به طور مستقیم بر روی درپوش‌های پلاستیکی دیوار پیچ می‌شوند، استفاده می‌شود.

با استفاده از شبکه پلاستیکی یا توری فلزی که بر روی سطح دیوار محکم می‌شود، عملیات گچ‌کاری را نیز می‌توان به روش‌های متداول انجام داد.

در اکثر موارد نصب ورقه‌های گچی، باید در مکانی صورت گیرد که گیره‌های پلی پروپیلن موجود باشد.

درزهای میان پانل‌های دیواری، توسط مقاطع H از جنس PVC هوابندی می‌شوند.

جدول انواع اندودهای قابل استفاده در این سیستم

مراحل اجرای اندودهایی با پایه چسب بر روی پانل‌های روش قالب‌های عایق ماندگار، مشابه مراحل اندودکاری سایر سطوح با این اندودها است.

در صورت استفاده از ملات ماسه آهک برای نازک‌کاری، در ابتدا باید لایه آستری (به اندازه نیمی از ضخامت تمام شده) اجرا شود.

این عمل با قرار دادن یک لایه توری مسلح کننده، انجام می‌شود.

پس از اجرای کامل لایه آستر، لایه‌های بعدی اندود اجرا می‌شوند تا اندود به ضخامت نهایی و مطلوب برسد.

شکل امکان استفاده از نازک‌کاری‌های مختلف

ممکن است توری فولادی (رابیتس) با شبکه‌ای به ابعاد ۱۰Χ۱۰ میلیمتر و یا توری‌های فایبرگلاس با همین مشخصات، برای تقویت و مسلح کردن اندود به کار گرفته شوند.

این توری‌ها با قرار گرفتن روی بست‌های پلی پروپیلن محکم شده و به ساختار اصلی متصل می‌شوند.

برای بهبود چسبندگی اندود ماسه آهک و فوم‌های پلی استایرن، می‌توان تمهیدات تکنیکی زیر را به کار برد:

• افزودن مواد افزودنی مخصوص برای بالا بردن چسبندگی لایه اندود به فوم‌ها.
• قرار دادن توری فایبرگلاس در پشت بست‌های پلی پروپیلن و اجرای لایه اندود روی آن، به شکل دستی و یا مکانیکی.
• استفاده از اندودهایی با پایه چسب، منوط به در نظر گرفتن ملاحظات و توصیه‌هایی که از طرف کارخانه سازنده در این زمینه (برای مثال درباره ضخامت هر لایه از چسب و یا روش اجرا) ارائه شده است.

برای اجرای نازک‌کاری داخلی در این سیستم صفحات گچی بسیار مناسب هستند.

آنها به راحتی و به طور مستقیم، با پیچ‌های خودکار به بست‌های پلی پروپیلن متصل می‌شوند.

اگر لازم باشد، می‌توان از مقدار کمی چسب گچی، در بین بست‌ها استفاده کرد.

البته می‌توان از بست پلی پروپیلن، پانل گچی و پیچ‌های خودکار نیز برای اجرای نازک‌کاری استفاده کرد.

نازک‌کاری سقف اجرا شده با این سیستم، با قرار دادن پانل‌های گچی و یا اندود گچی انجام می‌پذیرد.

پانل‌های گچی به کمک پیچ‌های خودکار (مانند پیچ‌های TN) به پروفیل‌های جاسازی شده در پانل‌های فومی، متصل می‌شوند.

این پروفیل‌ها ممکن است به طور کامل در فوم قرار گیرند و یا از یک سمت با فوم‌ها در تماس باشند.

اندودها نیز می‌توانند با دو روش کلی: ملات‌های با پایه چسب و یا ملات‌های گچی انجام پذیرند، که روش اجرای آنها مشابه روش‌های ذکر شده در مورد دیوارها است.

اگر لازم باشد پیش از برپایی دیوارهای جدا کننده، کابل‌ها و یا سیم‌ها داخل لوله‌های خرطومی در داکت‌هایی قرار داده می‌شوند.

پس از آن که همه اجزا برپا شد، نازک‌کاری با پانل‌های گچی و یا اندودگچ انجام می‌پذیرد.

• ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح عمودی:

روش اجرای قالب‌های ماندگار عمودی به عنوان زیر مجموعه‌ای از سیستم ساختمان‌های بتن مسلح با دیوار باربر و قالب‌های عایق ماندگار (ICF) محسوب می‌شود.

در این روش، خرپاهای ساخته شده از فولاد گالوانیزه به شکل خرپای ویرندیل، عمود بر راستای دیوار و با استفاده از اتصالات درجا (به وسیله ناودانی‌های ساخته شده از فولادهای گالوانیزه) به شالوده متصل می‌شوند.

پس از آن قالب‌های ماندگار از جنس پی وی سی (PVC) به شکل نوارهای نسبتاً نازک بریده می‌شوند و به صورت کشوئی در دو طرف محور دیوار و در فاصله بین دو خرپای ویرندیل مجاور قرار می‌گیرند.

میلگردهای قائم محاسبه شده برای دیوار در محل خود قرار گرفته و به خرپاها بسته می‌شوند.

میلگردهای افقی نیز روی اضلاع افقی خرپای ویرندیل قرار گرفته و به آن بسته می‌شوند.

سازه حاصل از این روش اجرا، از نوع سازه بتن مسلح درجا با دیوار باربر بوده و با رعایت ضوابط مربوط به اتصالات عناصر سازه‌ای به یکدیگر، با شکل‌پذیری متنوعی قابل اجراست.

لایه پلی استایرن دو طرف علاوه بر اینکه به عنوان قالب ماندگار بتن عمل می‌کند، به عنوان عایق صوت و حرارت نیز محسوب می‌شود.

حال آنکه خطر بروز آتش‌سوزی و انتقال و گسترش آتش در این سیستم به عنوان عامل محدود کننده محسوب می‌شود.

به همین دلیل، یکی از دلایل اعمال محدودیت در ارتفاع و تعداد طبقات این سیستم، نوع پوشش اجرا شده روی لایه‌های پلی استایرن و محافظت آنها در برابر آتش است.

همچنین تأمین ضوابط مربوط به شکل‌پذیری متوسط و ویژه باید در طراحی و اجرای اتصالات لحاظ شود.

این روش باید از انظر طراحی سازه، زلزله، انرژی، حریق و آکوستیک ضوابط و الزامات مقررات ملی ساختمان را تأمین کند.

• ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح پانلی:

این روش اجرا نیز یکی از انواع شیوه‌های اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با دیوار باربر و قالب‌های عایق ماندگار (ICF) است.

در این روش، قالب‌های ماندگار به صورت پانل‌های مستطیلی در کارخانه تولید و به کارگاه منتقل می‌شوند.

این پانل‌ها متشکل از دو لایه ورق پلی استایرن، شبکه میله‌های میانی و میلگردهای خرپایی برای نگه داشتن میلگردهای افقی و عمودی می‌باشد.

سیستم سازه‌ای حاصل از این روش اجرا، به عنوان سازه بتن با دیوار باربر و دیوارهای برشی بتنی مسلح با شکل‌پذیری معمولی و متوسط شناخته می‌شود و در کلیه پهنه‌های لرزه‌خیری ایران (براساس استاندارد 2800 ایران) با رعایت الزامات و ضوابط مندرج در مقررات ملی ساختمان و آیین نامه‌های معتبر بین‌المللی قابل اجراست.

ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار پلیمری (سیستم RBS) :

این سیستم، یک روش برای اجرای ساختمان‌های بتن مسلح درجا از نوع دیوار باربر با استفاده از قالب‌های ماندگار مسطح پلیمری است.

این قالب‌های پلیمری دارای طولی بین 15 تا 25 سانتیمتر و ارتفاعی برابر ارتفاع طبقه بوده و بسته به شرایط قرار گرفتن آن دارای ضخامت‌های مختلفی هستند.

از کنار هم قرار دادن قالب‌های مذکور به صورت کشویی، یک قالب پیوسته برای دیوار بتنی شکل می‌گیرد.

این قالب‌ها سبک بوده و دارای قابلیت حمل و نقل و نصب سریع و سهولت اجراست.

در یک نوع از این قالب‌ها، یک لایه ایزولاسیون از نوع پلی یورتان نیز پیش‌بینی شده است.

این قالب‌های پلیمری به عنوان سطح تمام شده داخلی یا خارجی نیز می‌تواند استفاده شود.

استفاده از این سیستم (RBS) به عنوان یک روش برای اجرای ساختمان‌های بتن مسلح دیوار باربر با استفاده از قالب ماندگار مسطح از نوع پلیمری، در مناطق با خطر نسبی کم، متوسط و زیاد، با توجه به پهنه‌بندی خطر زمین‌لرزه مطابق استاندارد 2800 ایران، مجاز است.

استفاده از این سیستم تا حداکثر 2 طبقه یا ارتفاع 8 متر از تراز پایه با حداکثر طول ساختمان در پلان برابر 18 متر و حداکثر طول دهانه سقف‌ها برابر 6 متر توصیه می‌شود.

رعایت منظم بودن ساختمان در پلان و ارتفاع و رعایت کلیه مقررات ملی ساختمان و آیین نامه‌های معتبر ملی و بین‌المللی در مراحل طراحی و اجرای این روش الزامی است.

رعایت محدودیت حداکثر بار زنده و مرده به ترتیب 250 کیلوگرم بر متر مربع و 400 کیلوگرم بر مترمربع و حداقل ضخامت دیوارهای سازه‌ای برابر 15 سانتیمتر الزامی است.

مشخصات ماده قالب ماندگار پلیمری، عایق حرارتی، بتن و میلگرد فولادی مورد استفاده در این سیستم، باید در مطابقت کامل با مدارک فنی مانند 1223 – ESR (و با رعایت محدودیت‌های بیان شده در این مدرک از نظر مقاومت در برابر آتش) باشد.

به منظور تأمین مقاومت کافی در برابر نیروهای جانبی محل اتصال سقف به دیوار باید به صورت یکپارچه طراحی و اجرا شده و میلگردگذاری لازم بر این اساس در محل اتصال انجام شود.

طراحی و اجرای شالوده بتن مسلح درجا و تعبیه میلگردهای انتظار برای دیوارها و طراحی و اجرای کلاف‌های بتن مسلح افقی و قائم، به منظور تأمین یکپارچگی در محل اتصال سقف به دیوار و همچنین محل تقاطع دیوارها الزامی است.

رعایت الزامات زیست محیطی برای کلیه مواد و مصالح به کار گرفته شده در این روش و رعایت تمهیدات لازم در شرایط مختلف اقلیمی و محیط‌های خورنده ایران برای دوام و پایایی بتن، میلگردهای فولادی و قالب ماندگار پی وی سی (PVC) الزامی است.

استفاده از اندودهای سازگار با قالب PVC برای نازک‌کاری و نماسازی، همچنین محافظت از عایق‌های پلیمری و مواد پلاستیکی در مقابل حریق الزامی است.

رعایت مبحث 3 مقررات ملی ساختمان در خصوص حفاظت ساختمان در مقابل حریق، همچنین الزامات مربوط به مقاومت جداره‌ها در مقابل حریق با در نظر گرفتن تعداد طبقات، ابعاد ساختمان، کاربری و وظیفه عملکردی عنصر ساختمانی و نیز رعایت الزامات مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای دیوارهای خارجی و سقف و بام ضروری است.

صدابندی هوابرد جداکننده‌های بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات در این روش باید مطابق مبحث هجدهم مقرارت ملی ساختمان تأمین شود.

• بررسی سیستم از نظر هزینه و زمان ساخت:

سیستم سازه بتن مسلح با قالب عایق ماندگار از لحاظ اقتصادی دارای مزایایی به شرح زیر است:

به علت وزن ناچیز قطعات پلاستوفوم می‌توان در یک کامیون 10 تنی، حدود 40 مترمکعب از این سیستم را حمل کرد.

بنابراین در هزینه حمل صرفه‌جویی می‌شود.

با توجه به کوتاه بودن طول دوره ساخت در این روش نسبت به سایر روش‌های سنتی، ساختمان سریع‌تر قابل بهره‌برداری می‌شود، در نتیجه سرمایه ساخت زودتر به مرحله بهره‌برداری خواهد رسید (کوتاه شدن دوره بازگشت سرمایه).

به دلیل دقت در اندازه قطعات سیستم و اجرای توأم اجزای تأسیسات مکانیکی و الکتریکی با سازه اصلی، اکثر دوباره‌کاری‌های معمول در ساختمان و اتلاف مصالح، حذف می‌شود.

• استفاده از لایه پلی استایرن، سبب می‌شود رویه تمام شده سفت‌کاری، مسطح و دقیق باشد، بنابراین ضخامت لایه روکاری نهایی، کاهش پیدا می‌کند.
  این امر باعث افزایش سرعت، کاهش وزن و هزینه اجرای پروژه خواهد بود.
• وجود لایه پلی استایرن در سطح خارجی بتن دیوار و سقف، تأثیرات تغییر درجه حرارت فصول مختلف سال و همچنین اختلاف دمای بین فضای داخل و خارج (حدود 40 درجه سانتیگراد) را به حداقل می‌رساند.
  اختلاف دما بین فضای داخل و خارج در سایر ساختمان‌ها منجر به ایجاد ترک‌های حرارتی و کاهش استحکام بنا می‌شود.

• خاصیت ناتراوایی پلی استایرن از نفوذ رطوبت و سایر املاح خورنده به داخل بتن باربر اصلی، جلوگیری می‌کند، این امر در نهایت دوام ساختمان را افزایش می‌دهد.

بررسی سیستم از نظر انرژی:

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سیستم سازه بتن مسلح قالب عایق ماندگار کاهش مصرف انرژی، برای گرم و سرد کردن فضای داخل است.

به علت استفاده از قطعات پلی استایرن در قالب سقف و دیوار، ضریب هدایت حرارتی K بین 0.25 تا 0.35 W/m2.K است.

این مقدار حدود 30 درصد ضریب حرارتی ساختمان‌های متعارف است.

به عبارت دیگر اتلاف انرژی در این سیستم حدود 30 درصد سایر ساختمان‌هاست.

این امر موجب صرفه‌جویی بسیار در مصرف سوخت می‌شود.

ضمن آن که حجم دستگاه‌های حرارتی لازم و استهلاک این تجهیزات را نیز کاهش می‌دهد.

در واقع علت تمایز عایق‌بندی این سیستم با سیستم‌های سنتی، عدم وجود پل‌های حرارتی رایج است که دلیل آن حذف فواصل ممکن بین قطعات فوم به علت شکل خاص و پیش‌ساخته بودن آنها است.

برای نمونه مشخصات حرارتی دیوار خارجی اجرا شده با سیستم قالب‌های عایق ماندگار در جدول زیر آورده شده است.

جدول ساختار و ضریب حرارتی دیوارهای خارجی اجرا شده با سیستم قالب‌های عایق ماندگار

• بررسی سیستم از نظر عایق صوتی:

مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان، بخش 12-8 (مقررات آکوستیکی ساختمان‌ها)، حداقل مقادیر کاهش صدای وزن یافته برای انواع ساختمان‌ها، تعیین شده است.

این جداول برای دیوارهای قسمت‌های مختلف در یک ساختمان، تنظیم شده‌اند.

در جداول مذکور، بیشترین مقدار کاهش صدا 50 دسی‌بل تعیین شده است.

طبق آزمایشات انجام شده در انستیتوی جوردانو در ایتالیا بر روی دیوارها در روش قالب‌های عایق ماندگار با مشخصات ذیل:

• ضخامت هسته بتنی 15 سانتیمتر
• ضخامت پانل پلی استایرن در هر طرف 5 سانتیمتر
• میلگرد قائم 8 و میلگرد افقی 5

مقدار کاهش صدای وزن یافته، برابر 60 دسی‌بل اندازه‌گیری شده است.

• بررسی سیستم از نظر مقاومت در برابر حریق:

بتن از جمله مصالحی است که برخلاف مصالحی نظیر چوب قابلیت اشتعال نداشته و نمی‌سوزد و ذوب نیز نمی‌شود.

پلی استایرن مصرفی در این روش نیز از جمله مواد خوداطفاء است که با آتش شعله‌ور نمی‌شود.

بنابراین زمان دوام دیوارها و سقف در روش قالب‌های عایق ماندگار در برابر حریق نسبت به سایر سیستم‌ها طولانی‌تر بوده و بسته به ضخامت لایه‌ها، بین 2 تا 4 ساعت است.

• بررسی سیستم از نظر تأثیرات زیست محیطی:

تحقق مفاهیم معماری پایدار ارزش والایی است که باید همواره درصدد دستیابی به آن با طراحی معماری صحیح و مناسب تلاش نمود.

معماری پایدار باید متبلور کننده احساس انسان‌ها نسبت به طبیعت در جهت صیانت و حفاظت از آن باشد.

دلایل زیادی مبنی بر ضرورت تغییر دیدگاه بشر برای نحوه استفاده از منابع انرژی وجود دارد.

به همین دلیل امروزه اجرای ساختمان با مفاهیم پایداری و مبانی معماری سبز، حائز اهمیت بسیار است.

طراحی پایدار باید با توجه به این اصل صورت گیرد که ساختمان جزئی کوچک از طبیعت پیرامونی است و باید به عنوان بخشی از اکوسیستم عمل کرده و در چرخه حیات در موقعیت مطلوب و مناسب قرار گیرد.

هرچند که روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار را نمی‌توان به عنوان سیستمی کاملاً پایدار محسوب کرد، زیرا هنوز مصالح مورد استفاده در سازه‌های بتنی، قابلیت استفاده دوباره را ندارند، اما با در نظر گرفتن مسائلی مانند کاهش اتلاف انرژی و توزیع مناسب انرژی در محیط، این روش نسبت به سیستم‌های سنتی به مفاهیم پایداری نزدیک‌تر است.

جدول زیر نشان دهنده آن است که میزان مصرف سوخت و نیز میزان تولید گاز در روش سازه بتنی و قالب‌های عایق ماندگار، به میزان قابل توجهی، کمتر از دیگر سیستم‌هاست.

ضمن آن که احتراز از دوباره‌کاری‌های معمول در ساختمان‌ها و جلوگیری از اتلاف (براساس آنچه که در روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار بیان شد)، تحقق معیارها بر پایداری در این سیستم می‌افزاید.

شکل افزایش پایداری سیستم ICF به دلیل کاهش دوباره‌کاری‌های معمول در ساختمان

جدول میزان مصرف سوخت و تولید گاز در سیستم سازه بتن مسلح با قالب عایق ماندگار

سازه بتنی با قالب عایق ماندگار، مزایا و قابلیت‌های اجرایی سیستم‌های بتنی را داراست اما بخشی از محدودیت‌هایی که اجرای اسکلت بتنی، به علت شرایط خاص فعل و انفعالات شیمیایی مربوط به گرفتن بتن با آن روبه‌روست در این سیستم حذف می‌شود.

روش ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار از نظر قابلیت انطباق با اقلیم‌های متفاوت قابل مقایسه با سازه‌های سنتی است که دارای مزیت‌های بسیاری از دیدگاه مطابقت با اقلیم در شرایط آب و هوایی گوناگون هستند.

• کاربردهای مناسب:

در ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار، پس از ارائه و تصویب طرح معماری، این طرح توسط کارشناسان مجرب به نقشه مدولاسیون اجرایی تبدیل می‌شود.

سپس سفارش ساخت قطعات به خط تولید انتقال می‌یابد.

کارآمدترین طراحی در این سیستم، تکرار مدول در طبقات است و مدول صحیح، سیستم را کارآمدتر می‌کند.

در صورتی که احتیاج به ایجاد فضای باز در همکف یا تغییرات عمده در پلان‌ها باشد، می‌توان این روش را با سیستم سازه‌ای دیگری تلفیق کرد.

این روش برای اجرای کلیه بناهایی که دهانه‌های آنها کمتر یا برابر با 9 متر باشد، مانند ساختمان‌های مسکونی، اداری، آموزشی، بهداشتی و … مناسب است.

برای استفاده از سیستم قالب‌های عایق ماندگار در اجرای بناهایی مانند ورزشگاه، سوله و … لازم است از ترکیب این روش با دیگر سیستم‌ها استفاده شود.

روش سازه بتن مسلح با قالب عایق ماندگار برای عملکردهای زیر مناسب تشخیص می‌شود:

• کلیه ساختمان‌های یک تا دو طبقه
• مجموعه‌های اسکان موقت
• واحدهای مسکونی با طبقات محدود و سقف شیبدار
• مراکز بهداشت روستایی، درمانگاه، بیمارستان
• مجموعه‌های فرهنگی، ورزشی، تفریحی
• ساختمان‌های کارگاهی و صنعتی
• ساختمان‌های مخابراتی
• ساختمان‌های خوابگاهی
• ساختمان‌های آزمایشگاهی
• غذاخوری‌ها، سلف سرویس‌ها و رستوران‌ها
• فضاهای آموزشی با تعداد کلاس و طبقات محدود

محدودیت‌ها:

محدودیت‌های روش سازه بتن مسلح با قالب عایق ماندگار شامل محدودیت‌های ارتفاعی و نیز محدودیت‌های ساختمان‌های دیوار باربر بتن مسلح است.

حداکثر طول دهانه‌ها نیز معادل قطعات متعارف بتنی، 7 الی 9 متر است.

اجرای سطوح منحنی با این سیستم امکان‌پذیر است.

دیوارهای باربر با مدول‌های متفاوت را می‌توان طبق منحنی طرح برید و شکل داد.

اما اجرای سطوح منحنی با شعاع‌های خیلی کم امکان‌پذیر نیست.

یکی از مهم‌ترین معایب این روش مانند تمامی سیستم‌های بتنی، عدم امکان استفاده مجدد از مصالح آن است.

صعوبت جابه‌جایی در، پنجره و یا تجهیزات ساختمان، پس از اتمام ساخت از دیگر محدودیت‌های این روش محسوب می‌شود.

زیرا اجرای چنین تغییراتی، نیازمند دستگاه‌های برش بتن است.

• الزامات طراحی و اجرا:

در مراحل طراحی و اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار ملاحظات و ضوابط زیر باید مورد توجه قرار گیرد:

• رعایت کلیه مباحث مقررات ملی ساختمان و آیین نامه‌های ملی در مراحل اجرا و بهره‌برداری از این سیستم الزامی است.
• مشخصات کلیه مصالح مصرفی در روش سازه بتن مسلح با قالب عایق ماندگار باید، مطابق با استانداردهای بین‌الملی معتبر باشد.
• طرح‌ سازه‌ای روش ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار براساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه) یا آیین نامه ICI318-05 و ویرایش‌های بعد از آن صورت گیرد.
• پوشش ملات مناسب (با ضخامت کافی) برای میلگردهای فولادی در سطح داخل و خارج پیش‌بینی شود.
• سیستم سازه‌ای حاصل از این روش اجرا، به عنوان سیستم سازه‌ای دیوارباربر با دیوارهای برشی بتنی مسلح با شکل‌پذیری معمولی و متوسط محسوب می‌شود و کلیه پهنه‌های لرزه‌خیزی ایران (براساس استاندارد 2800 ایران) با تأمین الزامات مربوطه، قابل اجراست.
• ضخامت دیواره‌های بتنی باربر نباید از 15 سانتیمتر کمتر باشد.
• بتن مصرفی باید از نوع بتن سازه‌ای با حداقل مقاومت 20 MPa باشد.

محافظت از بلوک پلی استایرن دیوار باید به وسیله پوشش مناسب تأمین شود.
این پوشش می‌تواند یک تخته‌گچی با ضخامت 12.5 میلیمتر یا سایر مصالحی که براساس مدارک فنی مصوب و معتبر از نظر مقاومت در برابر دمای بالا معادل آن عمل می‌کند (مانند اندودگچ به ضخامت حداقل 15 میلیمتر) باشد.

• در صورت استفاده از رابط‌های پلاستیکی، حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان به دو طبقه محدود می‌شود.

شکل استفاده از رابط‌های پلاستیکی و هم‌جنس

• فوم پلی استایرن باید در مرز سقف (و یا كف) هر طبقه قطع شود و بین طبقات امتداد نداشته باشد.
  در این قسمت‌ها، در صورت نیاز و برای تأمین مقاومت لازم باید از مسدودکننده‌های آتش استفاده شود.
  همچنین فوم پلی استایرن سقف نباید بین واحدهای مستقل مجاور امتداد داشته باشد.
  این ماده باید در مرز دیوار جدا کننده بین دو واحد مستقل مجاور قطع شود و برای تأمین مقاومت لازم در برابر آتش، مطابق ضوابط و مقررات مصوب عملی شود.

• مقاومت در برابر حریق در روش ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار، برای دیوار و سقف باید با توجه به تعداد طبقات، نوع و جزئیات دیوار بتنی و…، براساس مبحث سوم مقررات ملی ساختمان (حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق) و الزامات نشریه 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (برای مقاومت جداره‌ها در مقابل حريق) تأمین شود.
• رعایت کلیه ضوابط مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان برای صدابندی دیوارها و سقف‌ها، الزامی است.
• تمهیدات لازم در شرایط اقلیمی مختلف برای پوشش نهایی ساختمان جهت مقابله با محیط‌های خورنده و نیز استفاده از فولاد گالوانیزه در این محیط‌ها و رعایت ضوابط مربوط به مبحث نهم مقررات ساختمان ملی (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه) الزامی است.
• در صورتی که در این روش اجرایی از سیستم اجرای سقف با بلوک‌های پلی استایرن استفاده شود، به منظور حفاظت از بلوک‌های سقفی پلی استایرن و جلوگیری از برخورد مستقيم هرگونه حريق احتمالی با بلوک، لازم است زیر سقف به وسیله پوشش مناسب (مانند یک تخته‌گچی به ضخامت حداقل 12.5 میلیمتر یا اندودگچ به ضخامت حداقل 15میلیمتر) محافظت شود.
• بارگذاری ثقلی و لرزه‌ای سیستم سازه‌ای حاصل از این روش، باید براساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارد بر ساختمان) و استاندارد 2800 ایران انجام شود.
• پلی استایرن منبسط شونده مورد استفاده در این روش باید از نوع کندسوز یا خود خاموش‌شو، مطابق با استانداردهای معتبر ملی و بین‌المللی باشد.
• دیوارهای بین واحدهای مستقل (مانند دیوار بین واحدهای مسکونی یا واحدهای تجاری، اداری مستقل و غیره) در هر ساختمان باید دارای مقاومت کافی در برابر آتش باشند.
  در این دیوارها باید به صورت مناسب از مصالح مقاوم حریق استفاده شود، به گونه‌ای که بلوک‌های پلی استایرن در این قسمت، بین دو فضای مجاور پیوستگی ایجاد نکند و از گسترش هرگونه حریق احتمالی بین دو فضایی که به وسیله دیوار مقاوم در برابر آتش از یکدیگر جدا شده‌اند، جلوگیری شود.

• ارزیابی و نتیجه‌گیری:

روش اجرای ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار یک فناوری مناسب می‌باشد که سازه حاصل از آن، یک ساختمان بتن مسلح با دیوارهای باربر تلقی می‌شود.

در این سیستم ساختمانی، قالب‌های دیوار و سقف با استفاده از مفتول آهن گالوانیزه (به صورت شبکه جوش شده) در محل کارخانه ساخته شده و در وجوه داخلی و خارجی قالب پانل‌هایی از مصالح عایق کننده، مانند پلی استایرن منبسط شونده کندسوز، قرار داده می‌شود.

قالب‌های دیوار بتنی با امکان میلگردبندی به میزان مورد نیاز و با ضخامت مورد نظر (از 80 تا 500 میلیمتر و بیشتر) برای دیوارها قابل تولید هستند.

قالب‌های سقف برای اجرای سقف یک یا دو طرفه با عمق و فواصل دلخواه برای تیرچه‌ها توسط خطوط تولید در مقیاس زیاد، قابل ساخت هستند.

خط تولید این سیستم، می‌تواند صفحات قالب برای ساخت واحدهای مسکونی با زیربناهای مختلف را تولید کند.

قالب‌ها و پانل‌های تولید شده در این سیستم سبک بوده و دارای قابلیت حمل و نقل و نصب و اجرای سریع می‌باشد.

البته ضخامت قابل ملاحظه دیوارها را می‌توان یکی از محدودیت‌های ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار عنوان کرد.

روش ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار به طور عمده در پروژه‌های با طبقات محدود استفاده می‌شود.

سرعت بالای قالب‌بندی از مزایای این سیستم محسوب می‌شود.

همزمان با قالب‌بندی سیستم، عایق‌کاری حرارتی ساختمان هم انجام می‌شود.

در این سیستم با آموزش مختصر می‌توان نیروی انسانی لازم را تربیت کرد.

استفاده گسترده از سیمان در اجرای این سیستم و عدم امکان بازیافت مصالح آن از ویژگی‎‌های غیرمطلوب این روش از لحاظ معیارهای زیست محیطی می‌باشد.

گردآورنده: گروه آموزشی استوارسازان با نظارت علمی مهندس سیدعلی منتظری