پانل های مشبک عایق دار(3d پانل)+نشریه شماره ۳۸۵

دهها سال استکه صنعت ساختمان سازی درکشورهای پیشرفته د نیا از حالت سنتی خارج گردیده و روند صنعتی بخود گرفته است ، و سعی گردیده که خصوصیات سبکی ،مقاومت ، یکپارچگی ، عایق بودن ، سرعت در نصب ، سهولت در اجرا و . . . رادرمصالح مصرفی بکار گرفته شود.

کشور پهناور ایران با دارا بودن شرایط اقلیمی ، اجتماعی ، اقتصادی ، فرهنگی خاص و بالا خص قرار داشتن اکثر نقاط کشور در کمربند زلزله خیز جهانی ( واتفاقات چند ساله اخیر ) و کمبود شدید مسکن بواسطه رشد جمعیت کشور و جوان بودن بافت جمعیت ایران ، لازم و واجب استکه ما هم از مصالح بهینه شده و سیستم صنعتی تولید مسکن استفاده نمائیم .

بیش از چهل سال است که استفاده از پانلهای سه بعدی در کشورهای صنعتی متداول گردیده و در دهه 50 درایران نیز مطرح گردید که بدلائلی تا اواسط دهه 70 پیشرفت زیادی نداشته است . امااخیرا توجه زیادی به آن شده است . و سازمان محترم زمین و مسکن هم در سالهای 80 و1381با نتشار دو جلد دفتر چه راهنما و مشخصات فنی پانلهای سه بعدی در راه شناساندن آن سعی زیادی نموده است .

پانلهای سه بعدی چیست و چه کاربردی دارد

این پانلها یاصفحات سه بعدی تشکیل گردیده از:

1 – هسته مرکزی که معمو لا از عایق پلی استایرن یا پلی اورتان و یا عایق پشم سنگ و بضخامت های 5 تا 10 سانتیمتر میباشد .

2- دو شبکه فولادی از مفتول بضخامت 3 میلیمتر چشمه های 8×8 سانتیمتر و بفاصله 1 تا 2 سانتیمتر از هسته مرکزی قرار داشته و بوسیله تعداد زیادی مفتول قطری بهم جوش برقی شده اند .

این پانلها در کارخانه به ابعاد مورد لزوم که نوع دیواری آن معمولا 1×3متر ی و نوع سقفی آن1×3 و80/0 × 3 متری میباشد تولید و سپس به محل نصب حمل میگردد . پس از نصب از دو طرف در نوع دیواری بابتن ریز دانه ویا بتن سبک به ضخامت 3 الی 4 سانتیمتر پوشش میگردد و در نوع سقفی پس از نصب روی آن بضخامت 5 الی 7 سانتیمتر بتن ریزی میشود .

انواع پانلهای سه بعدی دیواری

1- پانل سه بعدی دیواری باربر

2- پانل سه بعدی دیواری غیر باربر

پانلهای سه بعدی دیواری

پانلهای دیواری بار بر رادر دیواره سوله ها ، ساختمانهای صنعتی ، دیوارهای محوطه،ساختمانهای بدون استفاده از سازه فلزی یا بتن آرمه(که معمولا یک یا دو طبقه و برای انبوه سازیها میباشد) و . . .استفاده مینمایند .

پانلهای دیواری غیر باربر را در دیوارهای خارجی و داخلی کلیه ساختمانهائیکه دارای سازه فلزی یا بتنی هستند ، اجرا مینمایند و بدلیل سبک وعایق بودن و . . . در برجها و سوله ها بسیار کار برد دارد .

پانلهای سه بعدی سقفی

عرض پانلهای سقفی بین 80 تا 100 سانتی متر است و ضخامت عایق پلی استایرن بکار رفته معمولا 10 تا 15 سانتیمتر میباشد.سقف ها بصورت تیرجه و پانل استفاده میشود و دیگر جزئیات طبق نقشه های اجرائی خواهد بود

خواص پانلهای سه بعدی

خلاصه ای از خواص پانلهای سه بعدی بشرح زیر است :

1- وزن کم مقاوم در برابر زلزله

2- احتیاج به نیروی انسانی کم

3- عایق حرارتی و صوتی مناسب

4- اتصال خوب

5- حمل ونقل آسان

6- استحکام و یکپارچگی مطلوب

7- انبار داری مناسب

8- عدم نیاز به نعل درگاه

9 - سرعت در نصب

10- اشغال فضای کم درزیربنای مفید ساختمان

11- ایمنی

12- شکل پذیری مناسب

13- ایجاد تسحیلات درلوله کشی تاسیسات

14- قیمت بسیار مناسب

1 - وزن یک متر مربع سقف با تیرچه و پانل حداقل 100 کیلو گرم کمتر است از وزن سقف با تیرچه و سفال میباشد .

2 - وزن یک متر مربع دیوار با سفال 20 سانتی با دو طرف ملات مایه سیمان 3 سانتی حدود320 کیلوگرم است در حالیکه وزن دیوار پانلی با دو طرف ملات ماسه سیمان 3 سانتی حدود 140 کیلو گرم است.

3 - فضای مفید قابل استفاده در بناهای با پانل سه بعدی بین 5 تا 10 درصد بیشتر از بناهای اجرا شده با سفال یا بلوک میباشد .

4 - به دلیل ایجاد حدود 3 سانتیمتر بتن ریز دانه در دو روی پانل ، آن را میتوان غیر قابل اشتعال درنظر گرفت و گسترش شعله در داخل و خارج پانل رخ نمیدهد . مضافا اینکه مقاومت حداقلی (در برابر آتش ) برابر با 30 دقیقه برای سازه پانلی در نظر داشت.

موارد استفاده از پانلهای سه بعدی دیواری و سقفی

1 - ایجاد ساختمان بدون استفاده از سازه فلزی و یا بتن آرمه جدا .

2 - ایجاد ساختمان با استفاده از سازه فلزی و یا بتن آرمه

1 – ایجاد ساختمان باپانل سه بعدی و بدون استفاده از سازه فلزی و یا بتن آرمه جدا :

سازه های ساخته شده با پانلهای مورد نظر مجموعه ای از پانلهای دیواری باربر و سقفی

به همراه کلاف های افقی و عمودی ، تشکیل دهنده سیستم بار بر ثقلی و جانبی این

نوع ساختمانها میباشد که بعد از بتن پاشی روی دیوارها و بتن ریزی روی سقف ، مجموعه پانلها بصورت جعبه در آمده بطوریکه این گروه ساختمانها را در گروه BOX TYPE معرفی مینمایند.

با توجه باینکه سیستم سه بعدی در واقع متشکل از دیوارها و سقفهای بتنی عمود بر یکدیگ میباشد ، لذاصلبیت جانبی آن در مقایسه با قاب های خمشی بسیار بالاتر میباشد.

از مزایای ساختمانهای ساخته شده با پانلهای سه بعدی 3D در مقایسه با ساختمانهای بااسکلت فلزی یا بتن آرمه ، متصل بودن تمامی دیوارها و سقف به یکدیگر میباشد

2 –ایجاد ساختمان با پانل سه بعدی و با استفاده از سازه فلزی و یا بتن آرمه .

در این سیستم پس از اجرای اسکلت فلزی یا بتن آرمه ابتدا سقف ها بر اساس نقشه های اجرائی مربوطه اجرا میگردد. سپس جهت اجرای د یوارها با اتصال میلگرد نمره 8 یا 10 طبق جزئیات اجرائی به دور تا دور قاب ها یا محل اتصال دیوار یا سازه ساختمان ، پانل دیواری با سیم آرما تور بندی به میلگردهای اتصال پس از تراز و شاقول کردن محکم بسته میشوند و پس از اجرای لوله کشی های تاسیساتی با بتن ریز دانه به ضخامت حدود 3 سانتیمتر بتن پاشی میگردد . در این سیستم دیوارها غیر باربر میباشد.

دستورالعمل طراحی، ساخت و اجرای سیستم های پانل پیش ساخته سبک سه بعدی

"دفترامورفنی، تدوین معیارها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله"

نشریه شماره ۳۸۵

* * *   مزایای استفاده از پانلهای ساندویچی * * *

1· ۱ - سبکی دیوارهای ساخته شده از پانلهای ساندویچی در مقایسه با دیگر مصالح

2·  ۲ - سرعت حمل و نقل و سهولت نصب و اجرای پانلهای ساندویچی در ارتفاع

3·  ۳ - مقاومت زیاد در برابر نیروهای برشی ناشی از زلزله

4· ۴ - عایق در مقابل حرارت ، برودت ، رطوبت و صدا

5· ۵ - مقاوم در برابر آتش سوزی بعلت وجود قشرهای بتونی طرفین پانل ساندویچی

6· ۶ - نفوذناپذیری ساختمان در مقابل حشرات

7· ۷ - امکان حمل و بکارگیری پانلهای ساندویچی در مناطق صعب العبور جهت احداث ساختمان بدون نیاز به کارگران متخصص

8· ۸ - دستیابی به فضای مفید بیشتر بعلت ضخامت ناچیز دیوارهای پانل ساندویچی

9· ۹ - آزادی عمل در اجرای طرحهای متنوع به علت انعطاف پذیری قطعات پیش ساخته پانلهای ساندویچی

10 ۱۰ - صرفه جویی در هزینه پی سازی و اسکلت ساختمانهای بلندمرتبه بدلیل وزن اندک قطعات سقف و دیوار پانلهای ساندویچی

11· ۱۱ - صرفه جویی در هزینه تهویه مطبوع ساختمان در تابستان و یا زمستان بدلیل جلوگیری از تبادل حرارت و یا برودت و در نتیجه صرف انرژی کمتر

12· ۱۲ - افزایش عمر مفید ساختمان و دستگاههای تأسیساتی آن

13 ·۱۳ - عدم نفوذ نسبی آلودگی صوتی و ایجاد آرامش برای ساکنین ساختمان در شهرهای بزرگ

14· ۱۴ - بازگشت سرمایه گذاری در امور ساختمان سازی در کوتاهترین زمان

15· ۱۵ - عبور دادن لوله های آب و فاضلاب و برق و تلفن به سادگی از زیر شبکه پانل و نصب چهارچوب دربها و   کلاف فلزی پنجره ها قبل از بتن پاشی و کلاً اجرای تأسیسات ساختمان با کمترین هزینه

16·۱۶ -  عدم نیاز به کنده کاری و تخریب تأسیساتی دیوارها و سقف و در نتیجه عدم ایجاد نخاله های انباشته که صرفه جویی در هزینه و وقت را بدنبال دارد .

17 ۱۷ - پس از بتن پاشی طرفین پانلها با ضخامت حداقل 3 سانتیمتر ، پانلها بی نیاز از ملات گچ و خاک میباشد و با اجرای پلاستر گچ ( سفیدکاری ) ، دیوارها و سقف آماده برای نقاشی خواهد بود .

18· ۱۸ - حذف نعل درگاه در سیستم پیشرفته پانلهای ساندویچی .

19· ۱۹ - حمل و نقل پانلهای ساندویچی با هزینه اندک صورت می گیرد . بطور مثال یکدستگاه تریلر قادر است حدود 1000 متر مربع پانل سانویچی را حمل کند .

20· ۲۰ - استفاده از دیوار و سقف پانلهای ساندویچی در ساختمان سازی ، بهره وری مناسب آهن آلات مصرفی را موجب میگردد . بطور مثال باصرف 17 کیلوگرم در متر مربع فولاد بصورت مفتول و میلگرد می توان یک واحد مسکونی یک طبقه را بنا کرد .

سيستم نوين اجراي ساختمان با پانلهاي سه بعدي ( 3DPanel )
1. خانه های يك طبقه كورديد از ساندويچ پانلهای سيمی جوش خورده بجای قاب چوبی تشكيل شده است . اين پانلها در شركت Brunswick-Ga سيستمهای ساختمانی فولادی ساخته شده است كه ادعا ميكند از تكنيك پيشرفته ای كه در چند سال اخير در كشور اتريش به وجود آمده است ، استفاده می كند. پانلهای سبك كه كمترين زمان را جهت نصب احتياج دارند، از دو ورق سيم مش موازی تشكيل شده است كه با سيم های خرپای اريب كه به يك پوشش هسته پلی استايرن به ضخامت 40 تا 100 ميليمتر نفوذ كرده، وصل شده است . پانلها به يك فونداسيون بتنی وصل شده است و توسط يك بست ويژه بهم متصل شده اند . 2. در ژانويه سال 1992 ، سيستم پانلهای فولادی 3D جهت استفاده در ساختار تمام ديوارهای حمال خارجی در 4 ساختمان بنا شده در صحرای Mojare در كوههای گرانيتی كاليفرنيا انتخاب شدند . اين طرح بی نظير جهت ساخت منطقه كويری دانشگاه كاليفرنيا طراحی شده است، تا به استفاده از 3DPanel بتواند در شرايط سخت حرارتی تا 96 % صرفه جويی انرژی داشته باشد . اين پروژه، توسط انجمن ملی علوم، انجمن اديسون كاليفرنيای جنوبی و دانشگاه كاليفرنيا، سرمايه گذاری شده است . در 28 ژوئن سال 1992 ، اين منطقه از كاليفرنيا دو بار زلزله هايی به مقياس 5/6 و 9/6 ريشتر قرارگرفت. (دومين زمين لرزه، شديدترين زلزله در 40 سال گذشته بوده است) . كانون اين زمين لرزه فقط 110 - 80 كيلومتر از مركز تحقيقات فاصله داشت. با توجه به بيانات دكتر فليپ كوهن كه شخصاً در مركز تحقيقات اقامت دارد، اين مركز به مدت يك دقيقه كامل درحال لرزش از نقطه ای به نقطه ای ديگر بود. به طرز باور نكردنی در اين چهار ساختمان مركز تحقيقات كه بعضي ديوارهای آن به طول بيش از 3/7 متر است، علی رغم وجود قسمتهای شيشه ای هيچگونه نشانه ای از آسيب ديده نشد. تمام آناليزهای ساختاری بنا، بعنوان يك شاهد برجسته از قدرت و استحكام پانلهای 3D در مقاله ای كه نوشته مهندسان معمار است منتشر شد . در اين مقاله، جمله ای با اين مضمون وجود دارد : هيچ نشانه ای از آسيب و شكاف در فونداسيون ها و اسكلت ديده نشده است. 3. در اكتبر سال 1996 سدی در نزديكی كانتری كلاب و زمين گلف كابو ، در مكزيكو در اثر طوفان شديد در هم شكست و نيروی آب جاری شده بسياري از تاسيسات پايين خود را از بين برد . مقاله زير در يكی از روزنامه های محلی به چاپ رسيد. " سدی كه برروی آب درياچه زده شده بود، از قسمت نزديك حفره پانزدهم شكسته شد و توده عظيمی از آب جاری شد و اين طغيان به سمت اقيانوس ادامه دارد ". اين ساختمان با وجود اينكه از قسمتهای پايه ای تقويت نشده بودند در ساختمان تغييری ايجاد نشد. تنها بتن كاری های مختصری كه زير ستون ها و تراشه ها انجام شده بود باعث شد ساختمان پابرجا بماند. مالكان اين خانه ها مطمئن هستند كه در مقابل هر حادثه طبيعی در آينده، خانه های آنها محفوظ است. خانه ای ساخته شده با پانلهای 3D كه بعضی به بناهای يكپارچه مربوط ميشدند، بار ديگر ثابت كردند كه نه تنها توانايی ايستايی در مقابل طوفان با سرعت 250 كيلومتر در ساعت را دارند، بلكه به همان خوبی در مقابل سيل شديد نيز مقاومت ميكنند. در اين حالت، ساختمانهای 3D Panel حتی در مقابل گردباد Faust نيز مقاومت ميكند. با توجه به اينكه در طبقه دوم كنسولی به طول 3/4 متر وجود دارد، ساختمان های 3D Panel در حين طوفان متحمل هيچ شكاف يا شيار داخلی و يا خارجی نمی شود . اين طور به نظر می آيد كه ساختمانهای يكپارچه بسيار محكم هستند به طوری كه سقف بنا فونداسيون را تقويت مي كند. 4. جهت تضمين مقاومت در برابر زلزله آزمايشاتی در مركز تحقيقات انجام شده است كه يكی از آنها آزمايشی از مدل بنای 3D در مقياس 1:6 در دانشگاه تانجی در شانگهای چين است. اين مدل از پانلهايی در متراژ 400 ، 200 ، 30 ميليمتر تشكيل شده است. پوشش مش، قدرت تحمل 210 نيوتن بر ميليمتر مربع را داراست. مكعب قدرت ميكرو بتنی 10 نيوتن بر ميليمتر مربع اندازه گيری شده است. اين مدل در معرض زلزله ال - سنتر و با شدت های متفاوت كه از 7 درجه در مقياس ريشتر شروع شد، قرار گرفت. با توجه به گزارش آزمايشات، اين مدل در زلزله ای با شدت 9 ريشتر سلامت سازه را از دست داد. بعد از اين لرزه، ديگر قادر به تحمل فشارهای بعدی نبود ولی هرگز ساختمان فرو نريخت. در يك ساختمان واقعی، ساكنين هرگز در اثر ريزش ديوارها و صفحه های بتنی آسيب نخواهد ديد. * در هنگام زمين لرزه 7 ريشتری هيچگونه شكافی در بنا به وجود نخواهد آمد و ساختمان به حالت الاستيكی عمل می كند. * در هنگام زمين لرزه های 8 ريشتری، شكاف های اندكی در بالای ميله تير سقف از طبقه اول ظاهر ميشود. در حين ساير زمين لرزه ها شيارها به تدريج ظاهر ميشود، در نتيجه پيشرفت آنها بسيار فشرده می باشد. * در هنگام زمين لرزه های 9 ريشتری، مدل، قدرت تحمل بارهای بعدی را نخواهد داشت. هر چند كه ساختمان هرگز فرو نريزد. منبع : ماهنامه ساختمان و کامپيوتر ، شماره هشتم

1. خانه های يك طبقه كورديد از ساندويچ پانلهای سيمی جوش خورده بجای قاب چوبی تشكيل شده است .
اين پانلها در شركت Brunswick-Ga سيستمهای ساختمانی فولادی ساخته شده است كه ادعا ميكند از تكنيك پيشرفته ای كه در چند سال اخير در كشور اتريش به وجود آمده است ، استفاده می كند.
پانلهای سبك كه كمترين زمان را جهت نصب احتياج دارند، از دو ورق سيم مش موازی تشكيل شده است كه با سيم های خرپای اريب كه به يك پوشش هسته پلی استايرن به ضخامت 40 تا 100 ميليمتر نفوذ كرده، وصل شده است .
پانلها به يك فونداسيون بتنی وصل شده است و توسط يك بست ويژه بهم متصل شده اند .

2. در ژانويه سال 1992 ، سيستم پانلهای فولادی 3D جهت استفاده در ساختار تمام ديوارهای حمال خارجی در 4 ساختمان بنا شده در صحرای Mojare در كوههای گرانيتی كاليفرنيا انتخاب شدند . اين طرح بی نظير جهت ساخت منطقه كويری دانشگاه كاليفرنيا طراحی شده است، تا به استفاده از 3DPanel بتواند در شرايط سخت حرارتی تا 96 % صرفه جويی انرژی داشته باشد .
اين پروژه، توسط انجمن ملی علوم، انجمن اديسون كاليفرنيای جنوبی و دانشگاه كاليفرنيا، سرمايه گذاری شده است .
در 28 ژوئن سال 1992 ، اين منطقه از كاليفرنيا دو بار زلزله هايی به مقياس 5/6 و 9/6 ريشتر قرارگرفت. (دومين زمين لرزه، شديدترين زلزله در 40 سال گذشته بوده است) . كانون اين زمين لرزه فقط 110 - 80 كيلومتر از مركز تحقيقات فاصله داشت.
با توجه به بيانات دكتر فليپ كوهن كه شخصاً در مركز تحقيقات اقامت دارد، اين مركز به مدت يك دقيقه كامل درحال لرزش از نقطه ای به نقطه ای ديگر بود.
به طرز باور نكردنی در اين چهار ساختمان مركز تحقيقات كه بعضي ديوارهای آن به طول بيش از 3/7 متر است، علی رغم وجود قسمتهای شيشه ای هيچگونه نشانه ای از آسيب ديده نشد.
تمام آناليزهای ساختاری بنا، بعنوان يك شاهد برجسته از قدرت و استحكام پانلهای 3D در مقاله ای كه نوشته مهندسان معمار است منتشر شد .
در اين مقاله، جمله ای با اين مضمون وجود دارد : هيچ نشانه ای از آسيب و شكاف در فونداسيون ها و اسكلت ديده نشده است.

3. در اكتبر سال 1996 سدی در نزديكی كانتری كلاب و زمين گلف كابو ، در مكزيكو در اثر طوفان شديد در هم شكست و نيروی آب جاری شده بسياري از تاسيسات پايين خود را از بين برد . مقاله زير در يكی از روزنامه های محلی به چاپ رسيد.
" سدی كه برروی آب درياچه زده شده بود، از قسمت نزديك حفره پانزدهم شكسته شد و توده عظيمی از آب جاری شد و اين طغيان به سمت اقيانوس ادامه دارد ". اين ساختمان با وجود اينكه از قسمتهای پايه ای تقويت نشده بودند در ساختمان تغييری ايجاد نشد. تنها بتن كاری های مختصری كه زير ستون ها و تراشه ها انجام شده بود باعث شد ساختمان پابرجا بماند. مالكان اين خانه ها مطمئن هستند كه در مقابل هر حادثه طبيعی در آينده، خانه های آنها محفوظ است.
خانه ای ساخته شده با پانلهای 3D كه بعضی به بناهای يكپارچه مربوط ميشدند، بار ديگر ثابت كردند كه نه تنها توانايی ايستايی در مقابل طوفان با سرعت 250 كيلومتر در ساعت را دارند، بلكه به همان خوبی در مقابل سيل شديد نيز مقاومت ميكنند. در اين حالت، ساختمانهای 3D Panel حتی در مقابل گردباد Faust نيز مقاومت ميكند.
با توجه به اينكه در طبقه دوم كنسولی به طول 3/4 متر وجود دارد، ساختمان های 3D Panel در حين طوفان متحمل هيچ شكاف يا شيار داخلی و يا خارجی نمی شود .
اين طور به نظر می آيد كه ساختمانهای يكپارچه بسيار محكم هستند به طوری كه سقف بنا فونداسيون را تقويت مي كند.

4. جهت تضمين مقاومت در برابر زلزله آزمايشاتی در مركز تحقيقات انجام شده است كه يكی از آنها آزمايشی از مدل بنای 3D در مقياس 1:6 در دانشگاه تانجی در شانگهای چين است. اين مدل از پانلهايی در متراژ 400 ، 200 ، 30 ميليمتر تشكيل شده است.
پوشش مش، قدرت تحمل 210 نيوتن بر ميليمتر مربع را داراست. مكعب قدرت ميكرو بتنی 10 نيوتن بر ميليمتر مربع اندازه گيری شده است. اين مدل در معرض زلزله ال - سنتر و با شدت های متفاوت كه از 7 درجه در مقياس ريشتر شروع شد، قرار گرفت.
با توجه به گزارش آزمايشات، اين مدل در زلزله ای با شدت 9 ريشتر سلامت سازه را از دست داد. بعد از اين لرزه، ديگر قادر به تحمل فشارهای بعدی نبود ولی هرگز ساختمان فرو نريخت.
در يك ساختمان واقعی، ساكنين هرگز در اثر ريزش ديوارها و صفحه های بتنی آسيب نخواهد ديد.
* در هنگام زمين لرزه 7 ريشتری هيچگونه شكافی در بنا به وجود نخواهد آمد و ساختمان به حالت الاستيكی عمل می كند.
* در هنگام زمين لرزه های 8 ريشتری، شكاف های اندكی در بالای ميله تير سقف از طبقه اول ظاهر ميشود.
در حين ساير زمين لرزه ها شيارها به تدريج ظاهر ميشود، در نتيجه پيشرفت آنها بسيار فشرده می باشد.
* در هنگام زمين لرزه های 9 ريشتری، مدل، قدرت تحمل بارهای بعدی را نخواهد داشت. هر چند كه ساختمان هرگز فرو نريزد.

منبع : ماهنامه ساختمان و کامپيوتر ، شماره هشتم

كاشت ميلگردهاي انتظار