ضوابط و مونتاژ سازه های پیش ساخته

به لحاظ تأمین قطعات مختلف درسازه های پیش ساخته، این نوع ساختمان در دو کلاس باز و بسته جای می‌گیرد. در کلاس بسته یک سازنده تمامی قطعات موردنیاز برای ساخت ساختمان را خودش تولید می‌کند. این شیوه تا حدودی شبيه به صنایع اتومبیل‌سازی است که در آن تمامی قطعات به‌صورت انحصاری تهیه می‌شوند. در کلاس باز، سازنده ممکن است که بعضی از قطعات ساختمان را از قطعات ساخته‌شده توسط سایر تولیدکنندگان تأمین نماید.

بنابراین از طیف وسیع‌تری برای انتخاب برخوردار است. برای مثال اعضای سازه‌ای ساختمان.

در کلاس باز طراحان و تولیدکنندگان قطعات سعی می‌کنند، تا از مدول مشخصی در طراحی و تولید پیروی تا استفاده از محصولات مختلف برای سایرین مهیا گردد.

منظور از شبکه‌بندی در سازه های پیش ساخته چیست؟

شبکه‌بندی یک ساختار هندسی است که بر اساس آن می‌توان عناصر سازه‌ای و اجزای پیش‌ساخته را در یک ابعاد استاندارد سازمان‌دهی کرد.
شبکه‌بندی‌ها عموماً در ساختارهای مربع یا مستطیل، شکل‌گرفته‌اند و بر این اساس اجزای ساختمان باید به‌صورت صفحه، پانل‌های دوبعدی و یا جعبه‌های سه‌بعدی باشند.
شبکه‌بندی به دو نوع محوری و مدولار تقسیم می‌شود. محوری برای تعیین موقعیت دقیق اجزای سازه‌ای ومدولار برای تعیین دقیق محل نصب پانل‌ها و سایر عناصر ساختمانی مورداستفاده قرار می‌گیرند.
در پروژه‌هایی که بخشی از ساختمان در سایت ساخته می‌شود (onsite) و بخش دیگری از ساختمان در کارخانه (offsite) هماهنگی بین شبکه‌بندی‌ها بسیار ضروری است.

عناصر به‌کاررفته در سازه های پیش ساخته چه ویژگی‌های باید داشته باشد؟

در پیش‌ساخته سازی می‌توان از قطعات (component)، پانل‌ها (panel) و مدول ها (module) (قطعات سه‌بعدی) به‌تنهایی و یا ترکیبی از آن‌ها استفاده کرد.
ازنقطه‌نظر بهره‌وری این نکته بیشتر ترجیح داده می‌شود که اجزای ساختمان هر چه بزرگ‌تر و کامل‌تر در کارخانه ساخته و سپس به کارگاه ساختمانی حمل و نصب شوند.
استفاده از سیستم پانل برای اجرای ساختمان به‌صورت پیش‌ساخته حداکثر می‌تواند تا ۶۰ درصد پیش ساختگی را ایجاد کند و ۴۰ درصد مابقی باید در سایت اجرا شود در حالیکه این مقدار برای مدول ها (قطعات سه‌بعدی) حدود ۸۵ درصد است.
در پروژه‌هایی که مدول ها به‌طور كامل به‌صورت پیش‌ساخته تولید می شوند حتی تا ۹۵ درصد می‌توانند پیش ساختگی را افزایش دهند و ۵ درصد مابقی که در سایت انجام می‌گیرد مربوط به تجهیز کارگاه و فونداسیون‌ها است.

قطعات ساختمان های پیش ساخته (چوبی، فلزی و بتنی)

استفاده از سیستم قطعات پیش‌ساخته اجازه می‌دهد که طراحی و ساخت ساختمان‌ها هرچه بیشتر سفارشی باشد. تعداد قطعات متعدد، اتصالات و مفصل‌ها خیلی زیاد می‌شوند و احتمال کاهش کیفیت هنگام مونتاژ قطعات در سایت وجود دارد. در این سیستم جنس قطعات می‌تواند چوب، فلز و بتن باشد.

استفاده از چوب برای ساخت قطعات

انتخاب چوب برای ساخت، یک انتخاب زیست‌محیطی است که این قطعات چوبی با بهره‌وری بسیار بالا می‌توانند ساخته و نصب شوند.

برای اتصال آن‌ها به یکدیگر می‌توان از بست های فلزی استفاده کرد.

استفاده کردن از فولاد برای ساخت قطعات سازه های پیش ساخته

از فولاد در دو بخش اصلی برای ساخت قطعات استفاده می‌شود: اعضای سازه‌ای و پوسته ساختمان.

یکی از سودمندی‌های فولاد نسبت به سایر مصالح مربوط می‌شود به تحقیقاتی که در سال‌های گذشته روی فولاد انجام‌شده و اندازه، ویژگی‌ها، روش‌های تولید، شیوه‌های نصب و طريقه حمل آن برای سازندگان و طراحان کاملاً شناخته‌شده است.

از مزایای دیگر فولاد می توان به نحوه اتصال پوسته‌های فولادی و سازه آن با دتایل های نسبتاً ساده اشاره کرد.

به کار بردن بتن برای ساخت قطعات در سازه های پیش ساخته

قطعات بتنی در کارخانه ساخته و سپس برای نصب به سایت حمل می‌شوند که می‌توانند سازه‌ای یا معماری باشند. در ساخت آن‌ها از سیمان تیپ ۳ استفاده می‌کنند. نگهداری قطعات پس از تولید توسط رطوبت و گرما باید انجام تا عمليات هيدراتاسيون سيمان به‌طور کامل انجام شود. اکثر قطعات بتنی پیش‌تنیده هستند.

پانل‌ در سازه های پیش ساخته به چه معناست؟

عناصری از ساختمان‌های پیش‌ساخته هستند. که می‌توانند به‌عنوان دیوار سازه‌ای، سقف، پوشش بام، پوسته‌های باربر و غیر باربر و پارتیشن‌های داخلی ساختمان مورداستفاده قرار گیرند.

نکات لازم در سیستم پانل‌های سبک

۵۶ درصد از همه خانه‌هایی که در آمریکا ساخته می‌شود به‌صورت پیش‌ساخته هستند و ۴۳ در صد آن‌ها با استفاده از سیستم پانل ساخته‌شده‌اند.

ساخت خانه با استفاده از سیستم پانل به این دلیل که از داخل آن‌ها می‌توان به‌آسانی لوله‌های تأسیسات و سیم‌های برق را عبور داد خيلی رواج پیداکرده است.

نکاتی که باید در مورد سیستم پانل رعایت شود:

باید سیم‌کشی کامل در کارخانه انجام گیرد زیرا موجب کاهش زمان و هزینه نصب و سهولت آن و حفظ بیشتر انرژی می‌شود
طراحی به نحوی صورت گیرد که تعمیرات به سهولت و بدون تخریب و با تعويض تمام یا قسمتی از پانل انجام شود
در پانل‌های خارجی نیازی به عبور لوله‌کشی از درون آن‌ها نیست و می‌توانند از داخل پانل‌های داخلی عبور کنند
وضعیت ایده آل در سیستم پانلی آن است که بتوانند به‌راحتی به کارگاه حمل و به‌سرعت در جای خود نصب و کمترین قیمت را داشته باشند
توليد پانل‌ها به نحوی انجام شود که در زمان حمل‌ونقل اتصالات آن‌ها آسيب نبیند
پانل‌هایی مناسب هستند که محل اتصال آن‌ها در معرض دید نباشد

انواع پانل‌های مختلف به‌کاررفته در سازه های پیش ساخته

(Structural Insulated Panel) SIP (ساندویچ پانل)

پانل‌هایی که از دولایه فلزی در دو طرف و یک‌لایه عایق پلی استایرن یا پلی اورتان در وسط ساخته‌ و در ضخامت های متفاوت تولید می شود، ساندویچ پانل می گویند. یکی از مزایای آن‌ها این است که ارزان‌قیمت هستند، عایق‌بندی خیلی خوبی دارند، زمان سرویس‌دهی آن‌ها بالاست و به‌خوبی به سازه و یا به یکدیگر متصل می‌شوند.

برای عبور تأسیسات در هنگام ساخت این نوع از پانل‌ها در امتدادهای افقی و عمودی آن‌ها کانال‌هایی تعبیه می گردد. استفاده از فوم یا عایق پلی اورتان در تولید این نوع، از ایمنی بیشتری در هنگام آتش‌سوزی برخوردار است.

آشنایی با انواع پانل‌های فولادی

Curtain wall: پانل‌های خارجی شفاف که به‌عنوان پوسته ساختمان استفاده می‌شوند.

Cladding system: این سیستم به‌عنوان یک پوسته غیر باربر برای بنا است که داخل را از خارج ساختمان جدا می‌کند. این نوع از پنل ها می‌توانند از فولاد، مس، آلومینیوم و روی ساخته شوند.

روی این پانل‌ها به‌واسطه نظرات طراح می‌تواند با سنگ‌ یا سرامیک پوشانده شود.

پانل‌های داخلی (interior panels): فضای داخلی یک قسمت موقتی از بنا است، هرزمانی که یک مستأجر يا صاحب جدید در ساختمان مستقرمیشود ممکن است به این فکر بیافتد که پارتیشن‌بندی داخلی را عوض کند.

Modules (قطعات سه‌بعدی)(کاهش زمان اجرا و افزایش کیفیت ساختمانی)

معماری مدولار اغلب با ایده آل‌های آرمانی دهه ۱۹۶۰ همراه است که بیشتر به دنبال شیوه‌های جدید برای اجرا و نصب بود
نکته حائز اهمیت در اینجا این است که علاوه بر موارد قبل به دنبال کاهش زمان اجرا و افزایش کیفیت ساختمان‌سازی می باشد
معماری مدولار بالاترین حد از پیش‌ساخته سازی در صنعت ساختمان است

یک مدول درواقع یک واحد استاندارد برای ساخت‌وساز می باشد که برای سهولت مونتاژ طراحی‌می گردد و در آن پیش ساختگی به حداکثر ممکن افزایش‌یافته است. مدول هایی که بزرگ‌تر هستند انعطاف‌پذیری کلی ساختمان را در مقایسه با نوع کوچک‌تر محدود می‌کنند. ساختمان‌های پیش‌ساخته مدولار به دو نوع کلی تجاری و مسکونی تقسیم می‌شوند.

مدول های پیش‌ساخته فولادی: در ساختمان‌های بلندمرتبه مدول های فولادی استفاده می‌شوند. سطح پیش‌ساخته سازی در آن‌ها به دليل استحکامی که دارند در بالاترین حد ممکن است. مدول ها در کارخانه با عایق‌بندی، سیم‌کشی، پانل‌های داخلی، داکت گذاری کامل ساخته و به سایت حمل می گردند.

سرویس‌های مدولار و ابعاد آن‌ها: مدول های سرویس و حمام به‌صورت کامل و پیش‌ساخته در کارخانه ساخته‌شده و به کارگاه ساختمانی حمل و آنجا در محل ویژه نصب می‌شوند. ابعاد آن‌ها از محدودیت‌های انتقال و ترافیکی تأثیر می‌گیرد.

مونتاژ سازه های پیش ساخته (نصب قطعات به‌صورت مجزا)

نصب قطعات مجزا به صورتی که بعد از نصب یک کل معنی‌دار را ایجاد نمایند.

در ابتدای انقلاب صنعتی وقت و انرژی زیادی صرف می‌شد.

اما امروزه این کار به‌راحتی انجام می‌گیرد در ساخت‌وساز سنتی متصل کردن مصالح به یکدیگر به سطح مهارت کارگران بستگی دارد.

در پیش‌ساخته سازی سعی می کنند که قطعات تا حد ممکن و تا مرحله‌ای که در سایت، عمليات نصب به‌راحتی انجام و به یکدیگر متصل شوند.

دو استراتژی مهم در طراحی برای مونتاژ

۱. کاهش تعداد عملیات در مونتاژ در محل برای بهره‌مندی از:

کاهش زمان مونتاژ و هزینه بسته به روش‌ها و فرآيندها
پتانسیل برای خرابی‌های کمتر که منجر به کاهش هزینه‌های تولید می‌شود
قابلیت اطمینان بالاتر
هزینه تولید پایین‌تر
اجرای سریع‌تر
توانایی نصب به‌صورت منطقی

۲. کاهش عملیات پیش مونتاژ و مونتاژ در کارگاه به دلیل زیر:

هر چه قطعات پیش‌ساخته بزرگ‌تر انتخاب شوند. درنتیجه تعداد قطعاتی که در مرحله نصب برای ایجاد یک ساختمان موردنیاز است کمتر و هزينه تولید بیشتر کاهش پیدا می‌کند.
در مورد ترتیبات نصب قطعات پیش‌ساخته و در جهت رویکردهای زیست‌محیطی طراحان سعی می‌کنند که، نصب به صورتی انجام شود که امکان جداسازی قطعات از یکدیگر در آینده به‌آسانی صورت گیرد و قطعات به‌راحتی قابل بازیافت باشند.
تیم طراحی جزییات نصب و مونتاژ ساختمان‌های پیش‌ساخته باید بسیار باتجربه بوده. و بر تمامی مراحل تولید قطعات، حمل و نصب آن‌ها اشراف کامل داشته باشند و جزییات طراحی‌شده باید به‌دقت و در دفعات مورد بازبینی قرار گیرد.
بعضی از قطعاتی که در محیط کارخانه و در درجه حرارت مشخصی ساخته می‌شوند. زمان نصب با توجه به تغيير دمای محیط ممکن است که عملیات دچار مشکل گردد.
به دلیل آسیب‌هایی که در زمان نصب روی می‌دهد علیرغم اینکه سازه‌های چوبی سبک‌تر هستند، اما سعی می‌شود از سازه‌های فولادی استفاده شود تا مدول ها از استحکام بیشتری برخوردار باشند و در زمان نصب آسیب نبینند.

حمل‌ونقل قطعات در سازه‌های پیش‌ساخته به چه صورت است؟

حمل قطعات به کارگاه و سایت محل استقرار ساختمان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

و یکی از مواردی که در طراحی قطعات تأثیر بسیار زیادی بر جای می‌گذارد. در حمل آن‌ها این پتانسیل وجود دارد که آسیب جدی به قطعات وارد شود. ترتیبات و سلسله‌مراتب در حمل قطعات از اهمیت زیادی برخوردار می باشد.

به‌طورکلی دو شیوه برای حمل‌ونقل وجود دارد:

اولین شیوه حمل قطعات با استفاده از کانتینر است، که بر اساس ایزو ابعاد استاندارد دارند.
به شیوه دوم کارگو گفته می‌شود و برای حمل قطعاتی به کار می‌رود که ابعاد استاندارد ندارند.

درصورتی‌که قطعات پیش‌ساخته با کانتینرهای استاندارد بتوانند حمل شود هزینه‌های پروژه بسیار زیاد کاهش پیدا می‌کند.

گاهی اوقات برای حمل قطعات از راه‌آهن استفاده می‌شود ولی ازآنجاکه حمل‌ونقل با کامیون می‌تواند قطعات را مستقیماً به محل نصب انتقال دهد.

این شیوه بیشتر مورداستفاده قرار می‌گیرد. گاهی اوقات خود مدول ساخته‌شده به نحوی طراحی می‌شود که مستقیماً بتواند توسط یدک‌کش حمل‌ونقل شود.