سیستم پانل های سه بعدی - استوارسازان

سیستم پانل‌ های سه بعدی

صفر تا صد شناخت سیستم پانل‌ های سه بعدی

معرفی سیستم پانل‌ های سه بعدی (3D Sandwich Panels) :

سیستم پانل‌‌های ساندویچی پیش‌ساخته بتنی اولین بار در سال 1967 میلادی توسط شخصی به نام ویکتور وایزمن در ایالت کالیفرنیای آمریکا به ثبت رسید و در دهه 80 میلادی با عنوان ((پانل‌های ساندویچی با روش پاشیدن بتن در محل)) به طور گسترده در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار گرفت.

تولید سازه‌های پانل سه بعدی در ایران به صورت عملی و در مقیاس وسیع از حدود سال 1370 آغاز شد.

کشورهای ارائه کننده این سیستم در ابتدا اتریش و ایتالیا بودند و در سال‌های بعد ساخت و اجرای آن در کشورهای بسیاری مانند چین، ترکیه، برزیل، آرژانتین، کلمبیا و ایران گسترش یافت.

شکل سیستم پانل سه بعدی

تصویر 5سیستم پانل های سه بعدی - استوارسازان

این سیستم از یک لایه عایق پلی استایرن منبسط شده در وسط و دو شبکه فلزی در طرفین که به وسیله مفتول‌های فلزی (وادارهای برشی) به هم وصل شده‌اند، تشکیل شده و از نصب در محل مورد نظر، روی شبکه‌های فلزی که در طرفین قرار دارد، بتن‌ شاتکریت می‌شود.

عناصر اصلی در این سیستم پانل‌های دیواری و سقفی هستند و هیچ‌گونه عضو باربر خطی مانند تیر یا ستون وجود ندارد.

نقش اصلی سازه‌ای (مقاومت در برابر نیروهای ثقلی و جانبی) را پانل‌های دیواری بر عهده دارند و پانل سقفی نیز به صورت صفحات باربر، نیروها را به پانل‌های دیواری انتقال می‌دهند.

پانل سه بعدی یک روش مناسب و مؤثر برای اجرای ساده‌تر ساختمان با دیوار بتنی چندلایه و عایق‌بندی مؤثر است.

روش پانل سه بعدی در انواع عملکردهای معماری استفاده می‌شود که دلیل آن انعطاف‌پذیری در طراحی و سهولت اجرای آن است.

در بیشتر ساختمان‌هایی که در جهان با این سیستم ساخته می‌شوند، از پانل‌ها برای تمام اجزا شامل دیوار، سقف، کف و پله استفاده می‌شود.

از آیین نامه‌های زیر برای طراحی، ساخت و اجرای پانل‌های سه بعدی استفاده می‌شود:

  • مدارک منتشر شده توسط وزارت مسکن و شهرسازی و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن
  • C.A.B.O آیین نامه انجمن ساختمان آمریکا
  • I.C.B.O مجموعه مقالات کنفرانس بین‌المللی دست‌اندرکاران ساختمان
  • H.U.D منابع توسعه شهری و مسکن
  • B.O.C.A آیین نامه مدیران و دست‌اندرکاران ساختمان

استانداردهای ASTM A82 و A185 به طور خاص برای این شبکه‌ها تدوین و منتشر شده است.

عملکرد لایه پلی استایرن و شبکه‌های فولادی و میله‌های متصل کننده دو شبکه (وادارهای برشی) و بتنی که بر روی شبکه میلگردهای دو طرف دیوار پاشیده می‌شود، باعث می‌شود که مجموعه این پانل به عنوان یک مقطع یکپارچه در محاسبات در نظر گرفته می‌شود.

شکل اجزای تشکیل دهنده سیستم پانل‌ های سه بعدی

اجزای تشکیل دهنده سیستم پانل های سه بعدی - استوارسازان

اگر وادارهای برشی وجود نداشته باشند، عملکرد این پانل به صورت دو لایه مجزاست.

در شرایط کاملاً خاص و در مناطق زلزله‌خیز و در استان‌های موقت، به جای بتن، می‌توان از کاهگل در روی این پانل‌ها استفاده کرد.

سقف‌های گنبدی را نیز می‌توان با این پانل‌ها اجرا کرد.

فرم‌های آزاد و شکل‌های خاص را هم می‌توان با این پانل‌ها به راحتی اجرا نمود.

شاتکریت بتن به دو روش تر و خشک امکان‌پذیر است.

در روش خشک مصالح بتن به صورت خشک و مخلوط نشده با آب داخل لوله حرکت می‌کنند، هنگام پاشیده شدن هوا و آب به این مواد اضافه می‌شود.

به همین دلیل به این روش، روش خشک می‌گویند.

در روش تر، ملات بتن در مخزن ساخته می‌شود، این ملات تر با فشار هوا بر روی شبکه میلگردهای طرفین دیوار پاشیده می‌شود.

در اکثر قریب به اتفاق موارد برای اجرای سیستم پانل‌ های سه بعدی از روش تر استفاده می‌شود.

در یک مقایسه کلی با روش‌های سنتی و متداول اجرای ساختمان‌ها، سیستم پانل سه بعدی یک روش خوب و مؤثر برای ساخت ساده‌تر ساختمان با دیوار و سقف چند لایه بتنی با عایق‌بندی مناسب به شمار می‌رود.

  • ویژگی‌های سیستم پانل‌ های سه بعدی:

ساختمان‌هایی که با ساختار پانل‌های سه بعدی شکل می‌گیرند، در زمره سیستم‌های نیمه پیش‌ساخته با مصالح بتن مسلح محسوب شده و از امتیازات ساختمان‌های نیمه پیش‌ساخته برخوردارند.

از جمله این امتیازات می‌توان به کاهش نسبی هزینه‌های اجرا، کاهش نیروی انسانی مورد نیاز، عدم اتلاف مصالح وعدم تنوع ماشین‌آلات مورد نیاز، کاهش زمان اجرا، امکان کنترل کیفیت بهتر، وابستگی کمتر زمان اجرا به شرایط جوی، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و تعداد محدود تجهیزات نصب اشاره کرد.

در مقابل، باید به نقاط ضعف سیستم‌های پیش‌ساخته مواردی مانند بالا بودن هزینه حمل و نقل قطعات، نیاز به جرثقیل برای جابه‌جایی در محل، نیاز به دقت زیاد در جزئیات و اتصالات و برخی محدودیت‌ها در طراحی معماری اشاره کرد.

البته در سیستم پانل‌ های سه بعدی رویکردی میانه در مقایسه با سیستم‌های درجا و پیش‌ساخته مورد نظر است.

تصویر 4سیستم پانل های سه بعدی - استوارسازان

در زیر به برخی از ویژگی‌های این سیستم اشاره می‌شود:

  • در این روش به دلیل استفاده از فناوری پاشیدن بتن (شاتکریت) بسیاری از مشکلات ساختمان‌های بتن آرمه برطرف می‌شود.
    مهم‌ترین نکته سازه‌ای در این روش، تکمیل اتصالات بعد از نصب پانل‌ها در محل و قبل از پاشیدن بتن است، که ساختاری یکپارچه با اتصالات یکپارچه و مطمئن را فراهم می‌کند.
  • در سیستم پانل‌ های سه بعدی پس از استقرار پانل‌های حمل شده به محل اجرا و نصب تمامی ملزومات اتصالات در کلیه زوایا، فرایند پاشیدن بتن انجام گرفته و در نهایت ساختار صلب با قابلیت باربری سه بعدی و عملکرد جعبه‌ای برای تحمل بارهای ثقلی و جانبی شکل می‌گیرد.
    به همین دلیل درجات نامعینی سیستم به تعداد فزایندهای افزایش یافته، به گونه‌ای که برخلاف سیستم‌های قابی نیروی ایجاد شده در سیستم به صورت گسترده در نقاط مختلف سازه پخش می‌شود و از تمرکز نیروها و تنش‌ها جلوگیری می‌شود.
  • مزایای مختلفی از جمله کاهش مساحت شالوده، جلوگیری از ایجاد نیروهای بلندشدن در تراز پی سازه، عدم ایجاد گشتاور پیچشی مضاعف، افزایش مفصل‌های پلاستیک در سازه تا رسیدن به آستانه ناپایداری، یکپارچگی و درجات آزادی فزاینده سیستم برخی از آثار مثبت ناشی از ویژگی‌های سازه‌ای سیستم پانل‌ های سه بعدی است.
  • در سیستم پانل‌ های سه بعدی به دلیل استفاده از دو لایه عایق در ساختار دیوار و سقف، عناصر تشکیل دهنده به عنوان عایق‌های حرارتی عمل کنند.
  • به دلیل گستردگی شبکه فولادی در تمامی اعضای سیستم در تمامی سطوح، احتماًل ایجاد آوار و ریزش‌های ناشی از شکست برشی مصالح در بارگذاری‌های لرزه‌ای به حداقل ممکن کاهش پیدا می‌کند، به گونه‌ای که در حالات حدی نهایی و حتی در حالت حدی گسیختگی، اجزا پس از گسیخته شدن در محل خود باقی می‌مانند.
  • از آنجا که اعضای باربر در سیستم پانل‌ های سه بعدی، جداکننده فضاهای معماری نیز هستند، استفاده از سایر جداکننده‌های غیرباربر به حداقل می‌رسد.
    همچنین به دلیل ساخت اعضای نیمه پیش‌ساخته در کارخانه و حمل و نصب سریع آن، سرعت اجرای کار به نحو قابل توجهی افزایش پیدا می‌کند.
  • باتوجه به تولید صنعتی پانل‌ها (که عناصر اصلی سیستم پانل‌ های سه بعدی محسوب می‌شوند)، جزئیات اجرایی و روش ساخت، این سیستم یک روش تولید صنعتی ساختمان محسوب می‌شود.
    در همین راستا با استفاده از اصول نوین مدیریت پروژه و فرایند مهندسی ارزش می‌توان با این روش بهره‌وری تولید مسکن را به نحو قابل توجهی افزایش داد.

ویژگی‌های معماری:

قابلیت برش و تغییر فرم قالب‌ها، اجرای انواع طرح‌های پیچیده معماری با این سیستم را عملی ساخته است.

  • اجزای سیستم:

مهم‌ترین اجزای تشکیل دهنده سیستم پانل‌ های سه بعدی، دیواره‌ها و سقف‌هایی است که بخشی از آن در کارخانه و بخشی در محل اجرای ساختمان شکل می‌گیرند.

این دیواره‌ها تحمل نیروهای قائم و افقی (بارهای ثقلی و بارهای جانبی) را بر عهده دارند.

این پانل‌ها که نقش دیوارهای داخلی و خارجی ساختمان را نیز بر عهده دارند، از اجزای زیر تشکیل می‌شوند:

  • عایق پلی استایرن
  • شبکه میلگردها
  • خاموت‌های برشی
  • شبکه اتصال
  • بتن‌پاشیده شده بر روی شبکه میلگردها (شاتکریت)

عایق پلی استایرن:

این لایه از جنس پلی استایرن منبسط شده است که با انبساط دانه‌های پلی استایرن در دستگاه مخصوص ساخته می‌شود.

از مهم‌ترین خصوصیات این ماده آن است که هیچگاه تبدیل به محل رشد و نمو قارچ‌ها نشده و قابل تجزیه نیست و از آنجا که یک هیدروکربن خالص است، با آب تجزیه نشده و متورم نمی‌شود.

شکل عایق پلی استایرن منبسط شونده

عایق پلی استایرن منبسط شونده - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

سایر مشخصات این عایق به شرح زیر است:

  • حداقل چگالی اسمی: 16 کیلوگرم بر مترمکعب، طبق استاندارد ASTM E78
  • حداقل شاخص گسترش شعله: 25 واحد و حداکثر شاخص گسترش دود: 450 واحد طبق استاندارد ASTM E78
  • حداکثر پتانسیل گرمایی: 68 ژول بر مترمربع طبق استاندارد ASTM E78
  • قابلیت انتقال حرارت در 10 درجه سانتیگراد: W/m2.k 0.036-0.038 طبق استاندارد DIN 521612
  • میزان جذب آب پس از 7 روز: 1.5-0.5 درصد طبق استاندارد 53434 DIN
  • میزان جذب آب پس از 28 روز: 3-1 درصد طبق استاندارد 53434 DIN

ضخامت عایق در در پانل‌های دیواری و سقفی به ترتیب 6 و 10 سانتیمتر است.

برای انتخاب عرض و ارتفاع پانل‌ها، از مدول 30 سانتیمتری استفاده می‌شود (عرض‌های 90 و 120 و 150 سانتیمتر و ارتفاع 270 و 300 سانتیمتر)

یک صفحه با ابعاد 150X300 سانتیمتر، به سادگی توسط یک کارگر قابل حمل و نصب می‌باشد.

  • شبکه میلگردها:

شبكه میلگردهای جوش شده با ماشین‌آلات تمام اتوماتیک ساخته می‌شوند.

این شبکه متشکل از مفتول‌های طولی (تار) و عرضی (پود) از فولاد نوع A1 با قطر 6 میلیمتر است که طی دو مرحله کشش و یک مرحله تنش‌زدایی به قطر 3.5 میلیمتر می‌رسد.

در مناطق مرطوب باید از مفتول‌های قطری گالوانیزه استفاده شود.

ابعاد چشمه‌های شبکه میلگردها 80Χ80 میلیمتر است.

کنترل کیفیت از نظر جوش شبکه باید به طور کامل انجام شود.

حداکثر تعداد نقص، دررفتگی و عدم اتصال قابل قبول تنها برابر با یک نقطه در هر مترمربع پانل است.

  • خاموت‌های برشی (وادارهای برشی) :

خاموت‌های برشی میلگردهایی هستند که دو شبكه میلگرد در طرفین عایق پلی استایرن را به هم متصل کرده و با توجه به زاویه و نحوه قرارگیری این عناصر، عملکرد 3 بعدی پانل را تأمین می‌کنند.

  • شبکه‌های اتصال:

این شبکه‌ها در محل تقاطع دو دیوار عمود بر هم، دو دیوار کنار هم یا روی هم و در اتصال دیوار به سقف برای تأمین اتصال دو قطعه قرار گرفته و دارای اشكال متنوعی هستند.

شکل انواع شبکه‌های اتصال

انواع شبکه های اتصال - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

  • بتن‌ پاشیده شده بر روی شبکه میلگردها (شاتکریت) :

شاتکریت (بتن‌پاشیدنی) بتنی است که بر روی یک سطح با فشار زیاد پاشیده می‌شود، تا لایه‌ای متراکم، خودنگهدار و باربر ایجاد شود.

استفاده از این نوع بتن به تجربه و تأمین لوازم مناسب نیاز دارد و به ویژه پاشیدن آن به صورت مناسب و صحیح نیازمند کارگران ماهر است.

مصالح مصرفی این بتن شامل سیمان پرتلند و سنگدانه با قطر محدود (مطابق مشخصات فنی و آیین نامه‌های مربوطه) است.

شکل زیر برش‌های طولی و عرضی پانل‌های دیواری و سقفی را نشان می‌دهد.

پانل های سقفی - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

شکل برش پانل‌های سقفی و دیواری

برش پانل های سقفی و دیواری - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

  • انواع پانل‌ها از نظر عملکرد سازه‌ای:

پانل‌های سه بعدی که در این سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند، برحسب نوع اتصال لایه‌های مختلف آن به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

1) پانل مرکب کامل:

در این نوع پانل لایه‌های بتنی بالا و پایین تحت‌تأثیر بارهای وارده و در محدوده خطی به صورتی رفتار می‌کنند که میزان تغییر شکل نسبی در آنها یکسان بوده و در واقع مقطع به صورت یکپارچه عمل می‌کند.

در این حالت برش بین لایه‌ای ناشی از خمش به صورت کامل از یک لایه به لایه دیگر منتقل می‌شود و پانل به طور کامل به صورت مقطع مرکب عمل می‌کند.

2) پانل نیمه مرکب:

در این نوع پانل، لایه‌های بالا و پایین نسبت به یکدیگر به طور محدود تغییر شکل داشته ولی به طور کامل مستقل نیستند.

در واقع برش بین لایه‌ای ناشی از خمش در این حالت به صورت کامل از لایه بالا به لایه پایین منتقل نمی‌شود.

در این حالت با توجه به درصد انتقال برش بین لایه‌ای میزان درصد عمل مرکب پانل مشخص می‌شود.

3) پانل غیرمرکب:

در این حالت لایه میانی و برشگیرها نمی‌توانند برش بین لایه‌ای ایجاد شده در خمش را بین لایه‌ها منتقل کنند.

در این شرایط هر لایه می‌تواند تغییر شکل مستقل داشته باشد.

در این حالت پانل کاملاً غیرمرکب عمل می‌کند.

  • طراحی سازه‌ای:

پانل‌های سه بعدی مورد استفاده در این سیستم گرچه در مرحله تولید، حمل و نصب بسیار سبک هستند، ولی پس از پاشیدن بتن، وزن آنها افزایش پیدا می‌کند.

هرچند وزن نهایی آنها از دیوارهای معمولی کمتر است و در صورت اجرای صحیح، یکپارچگی و مقاومت بسیار خوبی در برابر زلزله دارند.

هنگام وقوع زلزله به طور معمول بیشترین صدمات جانی ناشی از ریزش سقف و دیوارها است اما در این سیستم به علت پیوستگی اجزای سازه، خطر ریزش به حداقل می‌رسد.

در طراحی سازه‌ای این سیستم باید ضوابط طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه (مبحث 9 مقررات ملی ساختمان) و سایر مقررات ملی ساختمان و آیین نامه‌های معتبر رعایت گردد.

شکل جزئیات دال سقف

جزئیات دال سقف - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

  • طراحی براساس مقاومت خمشی:

طراحی پانل‌های سقفی با توجه به رفتار خمشی این قطعات که از بتن مسلح تشکیل شده‌اند، براساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان انجام می‌شود.

عملکرد ساختاری صفحات کف، درصورت کافی بودن تعداد مفتول‌های قطری، به صورت ترکیبی کامل و مانند دال خواهد بود.

در صورت عدم کفایت مفتول‌های قطری، باید عملکرد مقطع با بهره‌گیری از تحلیل و محاسبات دقیق مشخص و اصلاح شود.

حداقل میلگرد مصرفی در پانل‌های سقفی مانند سایر قطعات بتنی مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعیین می‌شود.

در صورتی که از تیرهای بتن آرمه برای تقسیم بار در پانل‌های سقفی استفاده شود، باید مطابق ضوابط طراحی و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه نسبت به طراحی آن اقدام شود.

  • طراحی برای مقاومت برشی:

سیستم پانل‌ های سه بعدی، ضخامت قسمت بتنی دیوار معادل مجموع ضخامت لایه‌های بتنی دو طرف آن در نظر گرفته می‌شود و مشخصات آن مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان محاسبه تعیین می‌شود.

مقاومت برشی صفحات سقفی نیز مطابق ضوابط طراحی ساختمان‌های بتن آرمه محاسبه می‌شود و به دلیل عملکرد ضعیف بتن در برش، فقط مقاومت برشی میلگردها در نظر گرفته می‌شود.

  • طراحی تقویت‌های لازم برای بازشوها:

در اطراف بازشوها باید فولاد تقویتی با سطحی معادل میلگردهای قطع شده در هر جهت به صورت فولاد متمرکز در همان جهت قرار داده شود.

در هر دیوار، سطح بازشو نباید از یک سوم سطح کامل دیوار بیشتر باشد.

فاصله بازشوها تا انتهای دیوار باید حداقل 750 میلیمتر باشد، در غیر این صورت باید تحلیل دقیق صفحات با منظور نمودن محل واقعی بازشوها انجام شود و طراحی براساس نتایج تحلیل به صورت خاص صورت گیرد.

شکل استفاده از فولاد تقویتی در اطراف بازشوها

استفاده از فولاد تقویتی در اطراف بازشو - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

  • طراحی در برابر زلزله:

مقاومت بتن یکی از مهم‌ترین معیارهای طراحی در برابر زلزله در سیستم پانل‌ های سه بعدی است.

مقاومت مشخصه بتن در این سیستم نباید از 20 مگاپاسکال کمتر باشد.

از کلاف‌بندی قائم، در محل برخورد دیوارهای باربر اصلی، برای تأمین شکل‌پذیری لازم و از کلاف‌بندی در بالای دیوارهای باربر اصلی برای تأمین یکپارچگی و انسجام سقف، استفاده می‌شود.

کلاف‌بندی‌های قائم و افقی، باید به نحوی طراحی و اجرا شوند، که یک شبکه کلاف پیوسته فضایی تشکیل شود.
در محل اتصال صفحه سقف به دیوار، باید لایه عایق حذف و به جای آن بتن‌ریزی انجام شود.

برای تأمین یکپارچگی و عملکرد جعبه‌ای سازه، باید در محل اتصال صفحات دیواری به یکدیگر و صفحات دیواری به سقف، از میلگردهای اتصال استفاده کرد.

تعداد و آرایش این میلگردها باید براساس محاسبات سازه و در موارد پیچیده توسط آزمایش تعیین شود.

  • ویژگی‌های سیستم از نظر تأسیسات مکانیکی و الکتریکی:

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سیستم پانل‌ های سه بعدی آن است که بعد از قرار گرفتن پانل‌ها در مکان خود و محکم شدن آنها توسط اتصالات، می‌توان عملیات تأسیساتی را آغاز کرد.

فضای خالی بین شبکه فولادی و فوم پلی استایرن، فضای بسیار مناسبی برای قرارگیری کابل‌های برق، تلفن و لوله‌های آب و گاز فراهم می‌کند.

در بعضی موارد برای تأمین فضای کافی باید مقداری از فوم پلی استایرن را برداشت.

باید به این نکته توجه کرد که دو طرف فوم را لایه‌ای از بتن، به ضخامت حداقل 4 سانتیمتر می‌پوشاند.

بنابراین، باید تجهیزات را به گونه‌ای قرار داد که پس از اتمام کار، همسطح با دیوار باشند.

همچنین باید روی تمام کلیدها، جعبه‌ها و لوله‌هایی را که در معرض پاشیدن بتن قرار می‌گیرند، پوشاند.

عایق پلی استایرن که در تولید پانل‌های سه بعدی به کار می‌رود، باید از نوع کندسوز باشد.

روش اجرا:

  • اجرای پی:

پس از آماده‌سازی خاک بستر و ریختن بتن مگر، پی به صورت نواری یا گسترده اجرا می‌شود.

بتن مگر باید دارای حداقل عیار 150 کیلوگرم بر مترمکعب و بتن شالوده دارای حداقل مقاومت فشاری 30 مگاپاسکال باشد.

قبل از بتن‌ریزی پی، میلگردهای U شکل که براساس نیروی برش پایه ساختمان (حاصل از زلزله و خروج از مرکزیت احتمالی) محاسبه می‌شود، در شالوده قرار داده می‌شود.

امتداد میلگردهای انتظار باید بین شبكه میلگردها و عایق دیوار قرار گرفته و به شبکه میلگردها متصل شود.

لازم است عایق پلی استایرن در مجاورت میلگردهای انتظار و با فاصله مناسب به نحوی قرار داده شوند که بتن بین میلگردها و عایق قرار گیرد.

باید توجه داشت میلگرد انتظار دیوارها باید حتماً از نوع آجدار باشد و میلگرد شناژهای قائم نیز باید تا کف پی ادامه پیدا کنند.

تصویر 3سیستم پانل های سه بعدی - استوارسازان

  • نصب پانل‌های دیوار و اتصالات:

در ابتدای نصب پانل‌های دیوار باید یک پانل در منتهی‌الیه گوشه یک دیوار خارجی به عنوان پانل مبنا نصب و شاقولی شود.

در محل اتصال دو دیوار عمود بر هم، میلگردهای اتصال U شکل باید طوری چسبیده و عمود بر هم قرار گیرند تا تشکیل خاموت بسته داده و پس از بتن‌ریزی در محل تقاطع عملکرد کلاف قائم داشته باشند.

شکل استفاده از پشت‌بند برای نگهداری دیوار در محل اتصال پانل‌های دیواری با شالوده باید 5 سانتیمتر از هسته عایق برداشته شود.

همچنین برای تأمین پایداری قائم پانل‌های دیواری در مرحله پاشیدن بتن لازم است در فاصله 80 تا 100 سانتیمتری از بالای دیوار، پشت‌بندهایی با فاصله افقی حداکثر 3 متر از یکدیگر قرار گیرند.

  • اجرای اتصالات بازشوها:

وجود بازشوها در پانل‌های سه بعدی، قابلیت ترک خوردن را افزایش می‌دهد، در نتیجه استفاده از شبکه‌های توری یا میلگردهای افقی و عمودی دور تا دور بازشوها یا شبکه‌های مورب برای جلوگیری از بروز ترک ضروری است.

پس از نصب پانل‌ها، باید شمشه‌های صاف و مقاوم در فواصل مناسب (حدود 1 تا 2 متر) به صورت عمودی روی پانل‌ها، به صورت موقت نصب شوند به طوری که لبه بیرونی آنها معادل لبه خارجی بتن‌ پاشیده باشد.

این شمشه‌های موقت پس از عملیات شمشه‌کشی از سطح بتن تازه برداشته می‌شوند.

  • حمل و نقل و نگهداری پانل‌ها:

از آنجا که حفظ و نگهداری صحیح و مناسب پانل‌ها، در مراحل نصب و اجرا از اهمیت بسیاری برخوردار است، رعایت نکات زیر در مورد حمل و نگهداری پانل‌ها در مراحل اجرایی ساختمان ضروری است:

پانل‌ها باید در محیط‌های دور از تابش مستقیم اشعه خورشید و همچنین بارش باران و رطوبت نگهداری شوند.

پانل‌ها نباید در معرض مواد آتش‌زا یا حرارت که باعث احتراق پلی استایرن می‌شود، نگهداری شوند.

پانل‌ها باید دور از مواد و شرایط محیطی خورنده فولاد و حلال پلی استایرن نگهداری و انبار شوند.

نگهداری پانل‌ها روی یکدیگر، باید به گونه‌ای باشد که جوش شبکه و مفتول‌ها آسیب نبینند.

از بارگذاری و راه رفتن روی آنها که باعث آسیب به شبکه جوش شده و مفتول‌های قطری می‌گردد، باید جلوگیری شود.

  • نصب لوله‌های تأسیسات الکتریکی و مکانیکی:

اجرای سیستم تأسیسات مکانیکی در روش پانل‌های سه بعدی به صورت روکار ترجیح داده می‌شود.

در غیر این صورت استفاده از لوله پلیمری برای تأسیسات مکانیکی و لوله پولیکا (و یا لوله خرطومی) برای لوله‌کشی برق توکار توصیه می‎‌شود.

هنگام اجرای لوله‌های آب گرم در سیستم توکار باید عایق اطراف لوله به فاصله حدود 2 سانتیمتر برداشته شود تا لوله‌های آب گرم با لایه‌ای از بتن دور تا دور خود احاطه شوند.

  • نصب پانل‌های سقف:

روش اجرای سقف در سیستم پانل‌ های سه بعدی می‌تواند یکی از روش‌های سقف پانلی یا سقف غیرپانلی (مانند تیرچه بلوک، تیرهای با جان باز و یا دال بتنی) باشد.

لازم است نصب پانل‌های سقف پیش از اتمام بتن‌پاشی دیوارها انجام شود و در محل اتصال به دیوارها، شناژ افقی تعبیه شود.

همچنین در وسط دهانه باید خیز منفی به مقدار 1.200 طول دهانه پیش‌بینی شود.

فاصله حداکثر بین شمع‌ها در طول تیرچه‌های واقع شده بین پانل‌های سقف 1.5 متر می‌باشد.

شکل جزئیات نصب پانل‌های منحنی سقف

جزئیات نصب پانل های منحنی سقف - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

  • اجرای در و پنجره:

در این سیستم، محل قرار گرفتن درها و پنجره‌ها را می‌توان قبل و یا حتی بعد از نصب پانل‌ها مشخص کرد و برید.

برای این منظور باید با توجه به ابعاد درها و پنجره‌ها، علامت‌گذاری لازم بر روی پانل‌ها انجام شود و سپس پانل‌ها با استفاده از ابزار دستی یا الکتریکی برش داده‌ شوند.

میلگردهای شبکه در چهار گوشه پنجره به صورت مورب اجرا می‌شوند.

همچنین چهارضلعی بریده شده به وسیله اتصال ناودانی (اتصال U شکل) پوشانده می‌شود، تا استحکام لازم حاصل شود.

برای اینکه چارچوب در داخل هسته پلی استایرن محکم شود، دور تا دور آن بتن‌ریزی شده و با شاخک‌های کار گذاشته شده، درون دیوار کاملاً درگیر می‌شود.

ابتدا قاب پنجره در محل مورد نظر بعد از تراز و شاقول کردن، نصب می‌شود.

بعد از تکمیل میلگردهای اتصال که روی قاب پنجره هم جوش می‌شود پانل‌های دیواری نصب می‌شوند.

  • پاشیدن بتن (شاتکریت) :

در این مرحله دو طرف پانل‌های سه بعدی با بتن پوشیده می‌شوند.

ضخامت لایه بتنی با توجه به شرایط بارگذاری و نیروهای وارد بر پانل، متفاوت است ولی به طور معمول دو برابر فاصله بین فوم و شبکه مفتولی است.

قبل از پاشیدن بتن باید از قرارگیری مناسب تمامی کابل‌های برق و تلفن و لوله‌های آب و گاز مطمئن شد و عملکرد صحیح آنها را بررسی کرد.

پاشیدن بتن را می‌توان هم به صورت دستی و هم با استفاده از دستگاه شاتکریت انجام داد.

در صورت استفاده از دستگاه شاتکریت، سرعت اجرا بیشتر خواهد بود.

پاشیدن بتن هرگز نباید به گوشه‌ها ختم شود.

زاويه نازل نسبت به سطح دیوار باید 90 درجه باشد.

در غیر این صورت مصالح بازگشتی افزایش یافته و تراکم و مقاومت بتن تا حد محسوسی کاهش پیدا می‌کند.

در داخل كنج‌ها، پاشیدن بتن روی نیمساز زاویه انجام می‌شود، تا اتلاف مصالح و تخلخل به حداقل برسد.

فاصله بهینه نازل تا سطح مورد نظر بین 50 تا 80 سانتیمتر است.

بیشتر شدن فاصله باعث افزایش مصالح بازگشتی و کاهش تراکم و مقاومت خواهد شد.

در صورتی که فاصله از این حدود کمتر شود، مصالح بازگشتی افزایش خواهد یافت، ولی کاهش تراکم و مقاومت را در پی نخواهد داشت.

باید توجه داشت که در اثر کاهش فاصله، کارگران در معرض اصابت ذرات بازگشتی قرار می‌گیرند.

به عنوان یک آزمایش اولیه که با دیدن امکان‌پذیر است، اگر بتن‌ پاشیده شده روی شبکه میلگرد جوش شده بچسبد، نشان دهنده دور بودن بیش از حد نازل و یا کم بودن سرعت آن است، جمع شدن تدریجی بتن در پشت شبکه، نشانگر بتن‌پاشی صحیح است.

بتن‌پاشی دیوار نباید از بالا به پایین انجام شود، بلکه پاشیدن بتن از پایین به بالا باید تا حدود 80-60 سانتیمتری از بالای دیوار ادامه یافته، سپس بقیه عملیات بتن‌پاشی از کنج دیوار و سقف به پایین انجام گیرد.

یک لوله دمنده هوا در طول عملیات پاشیدن بتن باید استفاده شود، تا از انباشتگی مصالح روی سطوح جلوگیری کند.

در صورتی که امکانات استفاده از این سیستم وجود نداشته باشد، باید یک تخته‌چوبی یا یونولیت همزمان با بتن‌پاشی حرکت کند، تا مواد اضافی در مرحله بتن‌پاشی روی دیوار نچسبد.

الف: نمای دیوارهای بیرونی:

اگر نما از جنس سنگ یا آجر و یا مشابه آن باشد، ابتدا ردیف به ردیف آجر یا سنگ با اسکوپ لازم، با فاصله حدود 2 سانتیمتر جلوی پانل‌های دیواری چیده می‌شود.

سپس ملات لازم، طبق مشخصات نقشه‌ها، پشت آن ریخته می‌شود.

اگر نمای نهایی سیمانی یا شسته باشد، بعد از کروم‌بندی روی پانل‌ها به ضخامت 2 تا 3 سانتیمتر، بتن ریزدانه از پایین به بالا و هم تراز کروم‌بندی اجرا می‌شود و پس از سخت شدن، روی آن نماسازی شسته انجام می‌شود.

شکل اجرای نمای آجری و سنگ

اجرای نمای آجری و سنگی - سیتم پانل های سه بعدی - استوارسازان

ب: نمای دیوارهای داخلی:

برای اجرای نمای دیوارهای داخلی، پس از کروم‌بندی و بتن‌پاشی روی دیوارها و زیر سقف، گچ‌کاری با ضخامت حدود 0.5 سانتیمتر انجام می‌شود.

  • بررسی سیستم از نظر هزینه و زمان ساخت:

اجرای پانل‌های سه بعدی در مقایسه با یک دیوار آجری، بسیار گران است اما هنگامی که از این دیوارها به عنوان عنصر باربر استفاده می‌شود به معنی حذف تیر و ستون و سبک شدن شالوده است.

با توجه به این موضوع قیمت ساختمان با سیستم پانل‌ های سه بعدی ارزان‌تر از ساختمان‌های سنتی است.

کاهش وزن آهن و بتن مصرفی به میزان قابل ملاحظه، حذف مرحله گچ و خاک از اجرای ساختمان، حذف نعل‌ درگاه، حذف نیروی کارگر غیرمتخصص، همچنین حمل و نقل آسان در ساختمان‌ها به دلیل سبک بودن قطعات، عواملی هستند که باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های این روش می‌شوند.

اجرای لوله‌کشی آب سرد و گرم، سیستم گرمایش و لوله‌کشی برق همزمان با نصب دیوارها، موجب صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شود.

کاهش زمان اجرا به میزان 50% نسبت به سیستم‌های سازه‌ای سنتی، سبب صرفه‌جویی در زمان ساخت می‌شود.

هزینه حمل و نقل پانل‌های ساندویچی بسیار ناچیز است.

به طور مثال یک دستگاه تریلر قادر است حدود 1000 مترمربع پانل ساندویچی را حمل کند.

مقاومت حرارتی بالای فوم پلی استایرن سبب صرفه‌جویی در هزینه تهویه ساختمان در تابستان و زمستان به دلیل جلوگیری از تبادل حرارت یا برودت می‌شود، در نتیجه حداقل 40 درصد میزان مصرف انرژی اعم از مواد سوختنی یا برق کاهش پیدا می‌کند.

عدم نیاز به تخریب دیوارها و سقف برای اجرای لوله‌ها و یا نصب اجزای تأسیسات مکانیکی و الکتریکی، عدم انباشت نخاله ساختمانی و مصرف بهینه مصالح، صرفه‌جویی در هزینه و وقت را در پی دارد.

زمان اجرای یک ساختمان با این سیستم حدود یک سوم زمان مورد نیاز برای اجرای ساختمان با روش‌های سنتی و متداول است، ضمن آن که در صورت اجرای صحیح این روش، ساختمان از کیفیت بسیار خوب و عمر مفید بسیار بالا برخوردار خواهد بود.

  • بررسی سیستم از نظر انرژی:

در ساختمان‌هایی که با سیستم پانل‌ های سه بعدی ساخته می‌شوند، به دلیل وجود بتن و عایق پلی استایرن در بین لایه‌های دیوار و سقف، ذخیره انرژی به مقدار نسبتاً بالایی صورت می‌گیرد.

ذخیره انرژی گرمایشی و سرمایشی در این روش بین 50٪ تا 80٪ است.

پانل‌های عایق سه بعدی به دلیل سبک بودن و از آنجا که از ویژگی‌های مطلوب به عنوان عایق حرارتی برخوردارند، در بسیاری از ساختمان‌ها از جمله (برای اجرای دیوارهای خارجی) ساختمان‌های بلند مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این امر در مصرف انرژی برای سرمایش و گرمایش، صرفه‌جویی قابل توجهی به همراه خواهد داشت و در کاهش حجم موتورخانه و ظرفیت چیلرها و تجهیزات مکانیکی و الکتریکی ساختمان بسیار مؤثر است.

  • بررسی سیستم از نظر عایق‌بندی صدا:

سیستم پانل‌ های سه بعدی ضمن آن که از لحاظ صدابندی الزامات مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان را برآورده می‌کنند، اما به دلیل وجود بتن و لایه پلی استایرن و ترکیب مناسب اجزای سازه، انتقال صدا را به نحو مؤثری کاهش می‌دهد و امکان ایجاد محیطی آرام با تمام مزایای سیستم‌های صدایی مطلوب را فراهم می‌کند.

در این سیستم هرچه ضخامت لایه پلی استایرن و ضخامت بتن‌ پاشیده شده بیشتر شود، صدابندی افزایش می‌یابد.

  • بررسی سیستم از نظر تأثیرات زیست محیطی:

از آنجا که در طراحی پایدار، ساختمان جزئی از طبیعت پیرامونی است و باید به عنوان بخشی از اکوسیستم عمل کرده و در چرخه حیات قرار گیرد، سیستم پانل سه بعدی را نمی‌توان به عنوان سیستمی پایدار ارزیابی کرد.

بسیاری از بخش‌های سازه‌های بتنی در این روش، قابلیت استفاده دوباره ندارند.

البته سیستم پانل‌ های سه بعدی گرچه سیستمی بتنی است، اما با در نظر گرفتن مسائلی چون کاهش اتلاف انرژی در محیط، از نظر مبانی معماری پایدار مناسب‌تر از سیستم‌های سنتی است.

به دلیل دقت اندازه‌ها در قطعات سیستم و اجرای توام سیستم آب و فاضلاب با سازه اصلی، از اكثر دوباره‌‌‌‌‌‌کاری‌های معمول در ساختمان و اتلاف مصالح جلوگیری می‌شود.

این مسئله تا حدودی بر تحقق معیارهای پایداری در این سیستم می‌افزاید.

  • کاربردهای مناسب:

سیستم پانل‌ های سه بعدی برای ساخت انواع ساختمان‌های مسکونی ارزان‌قیمت و ویلاها استفاده می‌شود.

همچنین برای اجرای ساختمان‌های صنعتی، دیوارهای محیطی و یا به عنوان پانل‌های پرکننده در سازه‌های فلزی یا سازه‌های بتنی، نیز استفاده می‌شوند.

از لحاظ تعداد طبقات سیستم پانل‌ های سه بعدی برای ساختمان‌های تا دوطبقه کاملاً مطلوب و مناسب است.

تصویر 2سیستم پانل های سه بعدی - استوارسازان

  • الزامات طراحی و اجرا:

الزامات، ضوابط و نکات مشروحه ذیل باید در مراحل طراحی و اجرای ساختمان‌هایی که با روش پانل‌های سه بعدی ساخته می‌شوند، رعایت شود:

  • طرح سازه‌ای روش پانل‌های سه بعدی باید براساس مقررات ملی ساختمان و آیین نامه‌های معتبر بین‌المللی و رعایت شرایط زلزله‌خیزی ایران مطابق آیین نامه 2800 ایران انجام شود.
  • امکان اجرای این سیستم در تمامی پهنه‌های لرزه‌خیزی ایران براساس آخرین ویرایش آیین نامه 2800 ایران با رعایت الزامات بیان شده، وجود دارد.
  • رعایت مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طراحی ساختمان‌های بتن آرمه) و مباحث مندرج در آیین نامه 05-318 ACI یا ویرایش‌های بعد از آن در اتصالات سازه‌ای و نیز رعایت مشخصات فنی بتن و نحوه پاشیدن آن براساس ACI 506-R ضروری است.
  • کلیه مصالح و اجزا در این سیستم اعم از معماری، سازه و تأسیسات مکانیکی و الکتریکی از لحاظ دوام، خوردگی، معیارهای زیست محیطی، مسائل بهداشتی و غیره باید بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران و آیین نامه‌های ملی یا معتبر بین‌المللی شناخته شده و مورد تأیید به کار گرفته شود.
  • کنترل سازه در مقابل بار باد بر مبنای مبحث 6 مقررات ملی ساختمان ایران (بارهای وارد بر ساختمان) و درنظر گرفتن سیستم مقاوم در مقابل سایر بارهای جانبی مانند زلزله مطابق آیین نامه 2800 ایران الزامی است.
  • حداقل تنش تسليم فولادها 240 مگاپاسگال و حداقل قطر آنها 3 میلیمتر در نظر گرفته شود.
  • کنترل مشخصات شبکه جوش شده براساس استاندارد ASTM ضروری است.
  • تمهیدات لازم در شرایط مختلف اقلیمی برای اجرای بتن مسلح مانند استفاده از فولاد گالوانیزه و بتن مقاوم در محیط‌های خورنده مطابق ضوابط اجرای ساختمان‌های بتنی انجام شود.
  • حداکثر طول دهانه باربر تا 5 متر، حداکثر طول آزاد و ارتفاع خالص پانل‌های دیواری به ترتیب تا 6 و 3.20 متر سبب رفتار یکپارچه و مطلوب ساختمان در برابر انواع نیروها خواهد شد.
  • طراحی پانل‌های خارجی و اتصالات مربوطه در مقابل بار باد باید مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، انجام شود.
  • تمهیدات لازم در مورد بازشوها باید براساس آیین نامه 05-318 ACI و ویرایش‌های بعد از آن انجام شود.
  • امکان اجرای نما هم از نوع تر و هم با رعایت تمهیدات خاص از نوع خشک وجود دارد.
  • کاربرد پلی استایرن منبسط شونده از نوع کندسوز باید با رعایت استاندارد ASTM و دستورالعمل مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن انجام شود.
  • رعایت ضوابط مربوط به انرژی، حریق و آکوستیک براساس مقررات ملی ساختمان الزامی است.
  • انجام عمل سختی‌زدایی در صورت استفاده از فولاد پس‌کشیده مطابق استانداردهای مربوطه لازم است.

مزایا:

اجرای ساختمان با استفاده از پانل‌های سه بعدی دارای مزایای بسیاری است که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • سهولت شکل‌دهی به پانل‌ها برای انطباق آن با طرح‌های معماری متنوع و گوناگون.
  • ضخامت کمتر دیوارهای خارجی در مقایسه با دیوارهای خارجی متداول.
    در صورتی که برای جوابگویی به انتظارات صرفه‌جویی در مصرف انرژی، ضخامت عایق حرارتی افزایش یابد، ضخامت‌ها تقریباً یکسان خواهد بود.
  •  ایفای نقش جداکننده و عضو سازه‌ای به صورت همزمان توسط دیوارها، در سیستم کامل با پانل‌های سه بعدی.
  • پیوستگی بین دیوارها و سقف ساختمان و در نتیجه توزيع مطلوب نیروها در اعضای مختلف سازه.
  • ایجاد اتصالات خطی در محل تلاقی پانل‌های سقفی به پانل‌های دیواری (به جای اتصالات گره‌ای) در حالت سیستم کامل و در نتیجه توزیع یکنواخت نیروهای اعمال شده در دیوارها و امکان نظارت بهتر بر حسن اجرای اتصالات.
  • سهولت و سرعت نصب و آماده‌سازی پانل‌ها برای پاشیدن بتن به دلیل سبک بودن قطعات.
  • عدم نیاز به امکانات سنگین نصب.
  • کاهش میزان تلفات زلزله ناشی از فروریختن سقف یا ریزش دیوار.
  • درجه نامعینی بالاتر نسبت به سیستم‌های قابی و توزیع گسترده‌تر نیروها.
  • عدم خرابی کامل سازه در صورت تشکیل مفصل پلاستیک موضعی در بخشی از سازه.
  • امکان مدل‌سازی میان قاب‌ها در سازه‌های پانلی به روش اجزای محدود و آنالیز دقیق‌تر سازه.
  • کاهش تمرکز تنش یا امکان بلندشدن (Uplift) نسبت به سیستم قابی.
  • کاهش وزن نسبت به سیستم‌های سنتی و متداول و در نتیجه کاهش اثرات مخرب زمین‌لرزه.
  • عملکرد سه بعدی، افزایش سختی و رفتار مناسب‌تر.
  • خاصیت عایق حرارتی پلی استایرن.
  • سرعت اجرایی بالا باتوجه به آماده بودن پانل‌ها برای نصب و اجرا (حدود یک سوم سرعت اجرای سیستم قابی).
  • سهولت نصب پانل‌ها.
  • مقاومت در برابر آتش‌سوزی در صورت استفاده از پلی استایرن ضدحریق.
  • کاهش هزینه‌های تمام شده و بازگشت سریع‌تر سرمایه نسبت به سایر روش‌ها.
  • کاهش سطح اشغال شده به وسیله دیوارها.

محدودیت‌ها:

  • علیرغم مزایای بسیار، اجرای ساختمان به روش پانل‌های سه بعدی با محدودیت‌هایی همراه است که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
  • عدم امکان دسترسی به تأسیسات مکانیکی و الکتریکی در صورت اجرای توکار لوله‌ها و اجزای تأسیسات.
  • لزوم در نظر گرفتن تمهیدات اضافی برای جوابگویی به انتظارات در زمینه صدابندی.
  • وجود پل‌های حرارتی به دلیل وجود خاموت‌های برشی (استفاده از پلی استایرن‌های با چگالی بالا یا ضخامت بیشتر پیشنهاد می‌شود).
  • وجود خطر جذب آب و یخبندان لایه بتنی خارجی (در مناطق سردسیر).
  • لزوم در نظر گرفتن تمهیدات اضافی برای جوابگویی به انتظارات در زمینه صرفه‌جویی در مصرف انرژی.
  • عملکرد ضعیف در محیط‌های مهاجم و خورنده.
  • عدم امکان تعمیر یا جایگزینی قطعات و یا ایجاد تغییرات در مراحل بعد.
  • عملکرد ضعیف در مناطقی که تغییرات دمای روزانه و فصلی قابل توجه است به ویژه زمانی که ضخامت لایه بتنی خارجی کم است.

نمونه‌هایی از کاربردهای مناسب:

  • خانه‌های ویلایی:

این سیستم به علت توانایی در امکان ایجاد فرم‌های دلخواه و زیبا و ترکیب با انواع نما و استحکام مناسب به عنوان یک گزینه مناسب برای ساخت بناهای مسکونی مانند خانه و ویلا توصیه می‌شود.

  • ساختمان‌هایی با مساحت کم:

این سیستم به علت وزن کم، سهولت حمل و نقل، تیپ بودن قطعات، عدم نیاز به نیروی انسانی زیاد و متخصص، یک گزینه مناسب برای ساخت ساختمان‌های با مساحت کم به شمار می‌رود.

  • اجرای قسمت‌هایی از ساختمان‌های مرتفع:

این سیستم به علت سرعت بالای ساخت، امکان ترکیب با انواع سیستم‌های بتنی و فلزی و کاهش نیروی انسانی و استحکام سازه‌ای زیاد به عنوان یک گزینه مناسب برای ساخت دیوارهای ساختمان‌های بلند درنظر گرفته می‌شود.

  • ارزیابی و نتیجه‌گیری:

ساختمان‌هایی که با روش سیستم پانل‌ های سه بعدی ساخته می‌شوند، در عمل ساختمان‌های نیمه پیش‌ساخته با صفحات منفرد ساندویچی (برای اجرای سقف و دیوار) می‌باشند که هر قطعه دیوار و یا سقف آن شامل لایه میانی پلی استایرن و بتن ‌پاشیده شده بر روی شبکه میلگردها در دو طرف لایه مذکور است.

پانل‌های ساندویچی به صورت قطعات با عرض یک متر و طول سه متر در کارخانه تولید و در محل کارگاه در موقعیت خود قرار داده شده و به یکدیگر متصل می‌شوند.

اجزای پانلی شامل یک شبکه خرپایی فضایی متشکل از میلگردهای ساده به قطر کوچک، ورق پلی استایرن و لایه بتن پوشش است.

ابتدا شبکه جوش شده (به عنوان لایه تحتانی) به وسیله جوش نقطه اتوماتیک ساخته می‌شود و سپس ورقه پلی استایرن آماده، به ابعاد و قطعات تعیین شده، بر روی آن قرار داده می‌شود.

فولادهای مورب از داخل ورقه پلی استایرن عبور داده می‌شوند و یک انتهای این فولادها به شبکه تحتانی جوش داده می‌شود.

سپس شبکه جوش شده فوقانی بر روی مجموعه قرار داده می‌شود و به انتهای دیگر فولادهای مورب جوش می‌شود، در حالی که ورق ساخته شده از ماده پلی استایرن (به ضخامت 4 الى 9 سانتیمتر) در بین دو شبکه جوش شده فولادی قرار گرفته است.

ورق پلی استایرن علاوه بر نقش قالب‌بندی وظیفه عایق حرارتی، برودتی و صوتی را نیز به عهده دارد.

در دو سمت ورق پلی استایرن، بتن ریزدانه‌ای به ضخامت 4 الی 7 سانتیمتر با روش پاشیدن بتن یا شاتکریت اجرا می‌شود.

میلگردهای مورب شبکه خرپایی که از داخل ورق پلی استایرن عبور داده شده است، دو شبکه فولادی را در جهت طولی پانل به یکدیگر متصل می‌کند و تشکیل یک خرپا می‌دهند.

این پانل‌ها، با ضخامت‌های مختلف برای تحمل برش و خمش در سقف‌ها و برای تحمل بار محوری و برش عرضی در دیوارها به کار برده می‌شوند.

کلیه عملیات نصب پانل‌ها در یک ساختمان مانند اجرای اتصالات، تعبيه بازشوها، نصب تأسیسات مکانیک و غيره قبل از پاشیدن بتن بر روی دیوارهای مجموعه، انجام می‌شود.

در این سیستم می‌توان بازشوها را اعم از پنجره و یا در، بعد از نصب پانل‌ها و یا قبل از نصب آنها اجرا کرد.

به طور معمول در مورد پانل‌های دیواری این عمل بعد از نصب پانل انجام می‌شود.

یکی از خصوصیات این سیستم انعطاف‌پذیری آن برای اجرای تأسیسات مکانیکی و برقی است.

پس از نصب پانل‌ها، اجرای تأسیسات در داخل لایه پلی استایرن انجام می‌شود.

پس از پاشیدن بتن باید سطح آن پرداخت شود، که این عمل در دو مرحله به وسیله ماله تخته‌ای و ماله فلزی انجام می‌شود.

مقایسه و ارزیابی ساختمان‌های اجرا شده با پانل‌های سه بعدی از نظر معماری، سازه و اقتصاد نشان دهنده مزیت‌های بسیاری است که از آن جمله می‌توان به انعطاف‌پذیری پانل‌های ساندویچی برای ایجاد اشکال مختلف در بازشوها و فضاهای داخلی ساختمان، ایجاد فضای مفید بیشتر به دلیل ضخامت کم آن، عایق بودن از نظر حرارت، برودت و صوت، کاهش جرم ساختمان، کیفیت بهتر اجرای اتصالات سازه‌ای، توزیع مناسب نیروها به دلیل پیوستگی بین کلیه دیوارهای ساختمان و سقف، مقاومت مناسب در برابر آتش‌سوزی، سبکی و سهولت نصب پانل‌ها، کاهش زمان اجرای پروژه، امکان اجرای پروژه‌های انبوه‌سازی با این سیستم با توجه به تولید صنعتی قطعات و اجزای متشکله سیستم، امکان ساخت سریع ساختمان‌های یک طبقه و امکان اسکان آسیب دیدگان ناشی از بلایای طبیعی با سرعت زیاد اشاره نمود.

در مقابل از نقاط ضعف این سیستم می‌توان به رفتار ترد و شکننده فولادهای پیش‌کشیده، مشکل رعایت رواداری‌های پانل دیواری به هنگام نصب و شاقول کردن، سختی کنترل ضخامت بتن‌پاشیده شده، عدم امکان ایجاد حفره در داخل بتن‌پاشیده شده و یا داخل اتصال، عدم ساخت بتن با مقاومت بالا، امکان ایجاد خوردگی در شبکه میلگردها در صورت عدم پوشش مناسب فولادها، عدم امکان دسترسی برای تعمیر و یا اصلاح مسیر لوله‌های تأسیساتی، اشاره کرد.

این روش باید در زمینه مصرف انرژی، مقاومت در برابر حریق، عایق‌بندی صدا و آکوستیک در اقلیم‌های مختلف مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و جزئیات اجرایی مناسب برای استفاده از آن در شرایط مختلف (از نظر محیطی و اقلیمی) طراحی شود.

همچنان که پیش از این بیان شد، هر سیستم سازه‌ای دارای ویژگی‌هایی است که با توجه به خواست‌های مورد انتظار از جمله اقتصاد، سرعت و سهولت اجرا، مقاومت سازه‌ای، ارتفاع و دهانه‌های مورد نیاز ارزیابی می‌شود و میزان مصرف مصالح و میزان نیاز به ماشین‌آلات و تجربیات و تخصص و سرعت بازگشت سرمایه، از معیارهای اجرایی برای مقایسه این سیستم با سایر روش‌هاست.

اجرای ساختمان با استفاده از پانل‌های سه بعدی از جمله روش‌های اقتصادی، سریع، سبک و نیمه‌پیش‌ساخته‌ای است که قابلیت کاربرد وسیع در پروژه‌های انبوه‌سازی دارد، ولی ضروری است علاوه بر کنترل کیفیت تولید پانل در کارخانه، مدیریت و نظارت دقیق بر اجرای سازه و اتصالات آن اعمال شود.

این سیستم در مقایسه با سیستم‌های قابی، به دلیل عملکرد جعبه‌ای و پلاستیک، مقاومت و پایداری بیشتری در برابر نیروهای جانبی داشته و طی آزمایش‌های انجام شده، عملکرد یکپارچه و مقاومی در برابر نیروهای وارده نشان داده است.

از جمله نقاط ضعف این سیستم می‌توان به وجود پل حرارتی در پانل‌ها، ضعف به دلیل بازشوها و اتصال پانل‌ها به یکدیگر (در صورت عدم اجرای صحیح اتصالات)، محدودیت تعداد طبقات و برخی محدودیت‌های معماری اشاره کرد.

تصویر 1سیستم پانل های سه بعدی - استوارسازان

گردآورنده: گروه آموزشی استوارسازان با نظارت علمی مهندس سیدعلی منتظری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دانلود PDF

لطفا برای دریافت لینک دانلود اطلاعات خواسته شده را وارد نمایید