انواع سازه‌های پیش ساخته در صنعت ساختمان

سازه‌های پیش ساخته در ساختمان سازی امروزی بسیار پرطرفدار شده‌اند. پیش ساخته عملیاتی است که اجزای سازه را در یک کارخانه یا محل تولید دیگر جمع می‌کند و سپس مجموعه‌های کامل را به محل ساختمانی که سازه در آن قرار دارد منتقل می‌نماید. این روش با صرفه جویی در وقت، دستمزد و مواد، هزینه‌های ساخت را کنترل می‌کند. واحدهای پیش ساخته ممکن است شامل درها، پانل‌های دیواری، صفحات کف، پله‌ها، پنجره، دیوارها، خرپاهای سقف، اجزای اتاق و حتی گاهی کل ساختمان‌ها باشد.

این روش ساخت و ساز محبوبیت زیادی پیدا کرده است و سازندگان در سراسر جهان از دقت و برای ساخت سازه‌های باکیفیت استفاده می‌کنند.

ساخت پیش ساخته ترکیبی از طراحی عالی با مکانیزم‌های به‌روز با عملکرد بالا و روش‌های تولید کنترل‌شده باکیفیت است. این کار عمدتاً در دو مرحله انجام می‌گردد، اول ساخت اجزایی که در کارخانه‌ها انجام می‌شود یا مکانی که غیر از محل نهایی آن است و مرحله دوم ساخت سازه در موقعیت نهایی آن.

بخش‌های مختلف پیش ساخته در مقادیر زیادی تولید شده و سپس به مکان‌های مختلف ساختمانی حمل می‌شوند. قبل از استفاده در ساخت، واحدهای بتنی پیش ساخته سخت شده و ریخته می‌شوند. بااین‌حال، گاهی اوقات سازندگان قطعات را در محل ساخت و ساز ریخته و پس از سخت شدن آن‌ها را در محل واقعی قرار می‌دهند.

با استفاده از تکنیک‌های پیش ساخته، شرایط بد آب و هوایی دیگر مانع روند ساخت و ساز نمی‌شود، در حقیقت به کاهش اتلاف وقت و مواد موجود در محل کمک می‌کند. این روش همچنین نصب سریع سازه‌ها را تضمین می‌نماید.

تاریخچه شکل‌گیری خانه‌های پیش‌ساخته

در ابتدا اولین خانه پیش‌ساخته چوبی بوده و به آن خانه قابل حمل گفته می‌شد. زیرا اولین خانه چوبی توسط مهاجران انگلیسی از انگلستان به استرالیا آورده شد. در سال‌های ۱۹۰۲ تا ۱۹۱۰ شرکت‌های متعددی در ایالات متحده آمریکا شروع به فروش قطعات ساختمان‌های پیش‌ساخته کردند زیرا خانه‌های پیش ساخته در مقایسه با خانه‌های معمولی به نیروی کار کمتری نیاز دارد که در نتیجه قیمت نهایی محصول برای عموم مردم به صرفه تر خواهد بود.

کاربردهای سازه پیش ساخته

۱. دفاتر مدیریتی و اداری: برای مکان‌هایی که در آن‌ها مساحت باز زیاد وجود دارد اما محیط کمی برای ایجاد دفاتر اداری در ساختمان وجود دارد.

۲. انواع ویلا: مقاومت فراوان در برابر انواع آب و هوا و همچنین حمل و نقل آسان به انواع نقاطی که گذر از آن‌ها سخت است همانند مناطق کوهستانی و کویر‌ها.

۳. فروشگاه‌ها، اماکن ورزشی، انواع سرویس بهداشتی، مدرسه: مقرون به صرفه بودن و دور بودن برخی از نقاط که ساخت مدرسه در آن‌ها مشکل است و یا به دلایل اقتصادی امکان ساخت در آن‌ها وجود ندارد.

موارد استفاده از سازه‌های ساختمانی پیش‌ساخته

سازه‌های پیش ساخته فقط در ساخت ساختمان‌های عظیم استفاده نمی‌شود، بلکه چندین کاربرد دیگر نیز دارد:

متداول‌ترین شکل ساختمان پیش ساخته استفاده از مقاطع پیش ساخته بتونی و فولادی در سازه‌هایی است که یک عنصر خاص ساختمان چندین بار تکرار می‌شود.
پیش ساخته نیاز به حمل بتن به محل ساخت و مخلوط در یک محل ساخت و ساز متراکم را از بین می‌برد. همچنین ریختن مقاطع بتونی در کارخانه‌ها اطمینان حاصل می‌کند که قالب‌ها بارها و بارها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مقاطع پیش ساخته فولادی هزینه برش و جوشکاری در محل را کاهش داده و همچنین خطرات مرتبط را کاهش می‌دهد.
این تکنیک‌ها همچنین در ساخت بلوک‌های آپارتمانی، توسعه مسکن که دارای واحدهای مسکونی مکرر، بلوک‌های اداری، انبارها و ساختمان‌های کارخانه استفاده می‌شود.
بخش شیشه و فولاد پیش ساخته به‌طور گسترده‌ای در نمای خارجی ساختمان‌های بزرگ استفاده می‌شود.
سیستم‌ها و عناصر پل پیش ساخته مزایای قابل‌توجهی را ازنظر هزینه، زمان ساخت و سازه اثرات زیست‌محیطی ایمنی برای طراحان و پیمانکاران پل ارائه می‌دهند.
برج‌های رادیویی تلفن همراه و سایر سرویس‌ها اغلب از بخش‌های پیش ساخته متعددی تشکیل‌شده‌اند.
این فناوری همچنین به‌طور گسترده‌ای در مونتاژ صنایع دستی فضایی و هواپیماها مورد استفاده قرار می‌گیرد. قطعاتی مانند بخش‌های بدنه و بال‌ها اغلب در کشورها یا ایالت‌های مختلف ساخته و سرانجام در محل واقعی مونتاژ می‌شوند.

انواع مختلف سیستم‌های پیش‌ساخته

۱.سازه‌های چوبی پیش‌ ساخته

یکی از پرکاربردترین و قدیمی‌ترین سازه‌های پیش ساخته هستند که تماماً از چوب تهیه و ساخته می‌شوند. این سازه‌ها بیشتر برای ویلا، و ساختمان‌های مدرن و سازگار با محیط‌زیست مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایای سازه‌های چوبی پیش ساخته:

قیمت مقرون به‌صرفه
مقاوم در برابر زلزله
نما زیبا و منحصربه‌فرد
توانایی تحمل بار زیاد
عایق صدا
سازگار با محیط‌زیست
اجرای آسان
قابلیت بازیافت
وزن نسبتاً کم

معایب سازه‌های چوبی پیش ساخته:

خطر آتش‌سوزی
نیاز به تجهیزات برای اجرا
استاندارد نیست

۲.سازه‌های بتنی پیش ساخته

بتن پیش ساخته جایگزینی برای بتن ریخته‌گری شده در محل است. درحالی‌که بتن ریخته‌گری شده در محل واقعی خود ریخته می‌شود، بتن پیش ساخته در محل دیگری یا در محل ساختمان یا در کارخانه ریخته شده و سپس به محل استراحت نهایی خود برداشته می‌شود و به‌طور ایمن ثابت می‌شود. این بدان معنی است که برخلاف ساخت‌وساز ریخته‌گری، که یکپارچه یا پیوسته است، ساختمان‌های بتنی پیش ساخته از قطعات جداگانه‌ای ساخته می‌شوند که پیچ و مهره‌ای دارند یا به هم متصل می‌شوند.

مزایای سازه‌های بتنی پیش ساخته:

داشتن عمر مفید طولانی
قیمت مناسب
مقاوم در برابر آتش‌سوزی
اجرای راحت و آسان
عایق رطوبت

معایب سازه‌های بتنی پیش ساخته:

وزن بسیار زیاد
با مرور زمان دچار خوردگی و ترک می‌شود.
مقاومت کشش پایین

۳.سازه‌های ساختمانی پیش‌ساخته ال اس اف

از جدیدترین، مدرن‌ترین و پیشرفته‌ترین سازه‌های پیش ساخته به حساب می‌آیند. این سازه‌ها برای ساختمان‌های مختلف، انبارها، تالارها، سوله‌ها و غیره قابل استفاده هستند.

مزایای سازه‌های LSF پیش ساخته:

حمل و نقل آسان
سبک بودن
مقاوم در برابر زلزله
سرعت بالا در اجرا
دارا بودن استانداردهای مصرف انرژی

معایب سازه‌های LSF پیش ساخته:

گران
محدود بودن تعداد طبقات قابل ساخت
نیازمند افراد باتجربه برای اجرا

۴.سازه‌های پیش ساخته PVC

این نوع از سازه‌های پیش ساخته، سازه‌هایی هستند که با قرار گرفتن صفحاتی ساختمان را تشکیل می‌دهند. این سازه از مقاومت زیادی در برابر فرسایش برخوردار است. همچنین قابلیت اجرای آسان و قیمت مناسب سبب شده تا این سازه به‌عنوان نمای بیرونی ساختمان‌های پیش ساخته، لوله، کانال، سقف سازی و غیره نیز استفاده شود.

۵.سازه‌های ساختمانی پیش ساخته ساندویچ پانل

این سازه عموماً لایه عایق از جنس پلی اورتان، پلی استایرن و پشم شیشه است که به وسیله دو لایه فلزی محصور شده است. این سازه به عنوان ماده اصلی سقف و دیوار محسوب می‌شوند.

مزایای سازه‌های ساندویچ پانل پیش ساخته:

ضد زنگ
قیمت مناسب
عایق در برابر صدا و دما
وزن سبک
ضد آب
ابعاد متنوع
طراحی منحصربه‌فرد
نصب آسان
مقاومت بالا

کانکس، نوعی سازه ساختمانی پیش ساخته

کانکس در واقع اتاقک‌های کوچکی هستند که برای زندگی موقتی مانند کار در ساختمان و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سازه‌ها از قبل ساخته شده و به محل نهایی حمل می‌شوند و در آنجا استقرار می‌یابند. به‌طور کلی کانکس‌ها در دو نوع ثابت و متحرک وجود دارند. برخی از کانکس‌ها بسیار مجهز بوده و درواقع یک ساختمان کامل در ابعاد کوچک هستند. برخی از کانکس‌ها تنها شامل حمام و سرویس بهداشتی بوده که در پارک‌ها و مناطق تفریحی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کانکس متحرک: این کانکس‌ها که درواقع چرخ‌دار هستند در شرایط خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین در قسمت جلو این کانکس دو جک تعبیه‌شده که کانکس را ثابت نگه می دارد.

کانکس ثابت: این کانکس‌ها دارای انواع مختلفی هستند. کانکس‌های کارگاهی نیز از این دسته بوده که بسیار استفاده می‌شوند. معمولاً شرکت‌های ساختمانی، راه‌سازی و غیره برای استقرار نیروهای خود به‌صورت موقت تا اتمام پروژه از کانکس استفاده می‌کنند.

سازه‌های ساختمانی پیش ساخته سازگار با محیط‌زیست

ساخت سازه‌های پیش ساخته اغلب به دلیل بهره‌وری انرژی و ساخت پایدار مورد ستایش قرار می‌گیرد. روش‌های ساخت سنتی به مواد اضافی نیاز دارند که منجر به افزایش ضایعات می‌شود. بااین‌حال، ازآنجاکه زیرمجموعه‌های پیش ساخته در یک کارخانه ساخته می‌شوند، مواد اضافی را می‌توان در خانه بازیافت کرد. این پیشرفت قابل ملاحظه‌ای نسبت به ارسال مستقیم زباله به محل دفن زباله از یک محل ساخت‌وساز سنتی است. همچنین، محیط کنترل‌شده یک کارخانه امکان ساخت دقیق‌تر، اتصالات محکم‌تر و فیلتراسیون بهتر هوا را فراهم می‌کند، که به‌نوبه خود امکان عایق‌بندی بهتر دیوار و افزایش بازده انرژی را فراهم می‌آورد.

ساختمان‌سازی مقرون به صرفه با استفاده از سازه‌های ساختمانی پیش ساخته

یکی از بزرگ‌ترین مزایای ساخت‌وساز پیش ساخته پس‌انداز مالی است. اگرچه برداشت از قطعات سفارشی ممکن است گران به نظر برسد، اما با ساخت پیش‌ساخته، این مورد صدق نمی‌کند. ساخت‌وساز پیش ساخته تمام بودجه‌ها و نقاط قیمت را هدف قرار داده و گزینه‌ای مقرون به صرفه را ایجاد می‌کند. تولیدکنندگان پیش ساخته غالباً از تأمین‌کنندگان مواد تخفیف عمده دریافت می‌کنند که درنتیجه هزینه ساخت یک پروژه ساختمانی کاهش می‌یابد. ساخت‌وساز پیش ساخته همچنین امکان پیمانکاران غیر معتبر و کارکنان غیرمولد را کنار می‌گذارد. علاوه بر این، کاهش زمان ساخت می‌تواند به طور قابل‌توجهی در هزینه‌های تأمین مالی ساخت صرفه‌جویی کند.

سازه‌های ساختمانی انعطاف‌پذیر در صنعت ساخت‌وساز

ساخت سازه‌های پیش ساخته را می‌توان به راحتی جدا کرد و در مکان‌های مختلف جابجا کرد. این امربه طور قابل توجهی تقاضا برای مواد اولیه را کاهش داده، انرژی مصرف شده را به حداقل می‌رساند و به طور کلی زمان را نیز کاهش می‌دهد. همچنین، ساخت سازه‌های پیش ساخته امکان انعطاف‌پذیری در طراحی سازه را فراهم می‌کند. ازآنجاکه واحدهای ساختمانی پیش ساخته می‌توانند در فضاهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند، زیبایی‌شناسی خنثی آن تقریباً با هر نوع ساختمانی ترکیب می‌شود.

مزایای استفاده از سازه‌های پیش ساخته در ساختمان‌سازی

سرعت: فرآیند ساخت خارج از محل و در کارخانه انجام می‌شود. ازاین‌رو فعالیت‌های آماده‌سازی ساختمان می‌تواند به طور موازی ادامه یابد. این امر می‌تواند به‌طور قابل توجهی در کاهش زمان کلی اتمام یک پروژه کمک کند.

پایداری: مدیریت دقیق جریان مواد و ضایعات ساختمانی و مونتاژ، جداسازی قطعات از قبل برنامه‌ریزی‌شده می‌تواند در کاهش تأثیرات زیست‌محیطی ساخت‌وساز کمک کند. ساختارهای پیش ساخته بسیار پایدار هستند زیرا میزان زباله تولیدی را کاهش می‌دهند.

ایمنی: در کارخانه، کنترل سلامت و ایمنی بسیار آسان‌تر است. ازآنجاکه مجموعه‌های فرعی در یک محیط تحت کنترل کارخانه با استفاده از مواد خشک ایجاد می‌شوند، خطر کمتری برای مشکلات مرتبط با رطوبت، خطرات محیطی و آلودگی وجود دارد. این اطمینان را می‌دهد که افرادی که در محل ساخت‌وساز و همچنین مستأجران نهایی یک پروژه هستند کمتر در معرض خطرات بهداشتی مربوط به آب‌وهوا قرار بگیرند. همچنین، یک محیط ساخت‌وساز داخلی به‌طور قابل توجهی خطرات کمتری را برای تصادفات و سایر مسئولیت‌ها به همراه دارد. فرایندها و رویه‌های سختگیرانه کارخانه وجود دارد که کارگر را از آسیب در محل کار محافظت می‌کند. در یک مکان ساختمانی، اگرچه ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است، اما کارگران تحت شرایط مربوط به آب‌وهوا، تغییر شرایط زمین، باد و سایر خدمه که در محل هستند قرار می‌گیرند.

کیفیت: فرآیندهای کنترل‌شده توسط کارخانه اطمینان از کیفیت از پیش تعیین‌شده محصولات دارند. همچنین، محیط داخلی از ساختمان‌ها و اجزای سازنده در برابر اوج آب‌وهوا و تخریب محافظت می‌کند.

فناوری: فاصله بین فناوری‌های ساخت و طراحی‌های نوظهور با کمک رایانه قرار است انقلابی در ساخت ایجاد کند.

ارزش: زمان سریع‌تر برای اتمام پروژه‌ها می‌تواند زودتر برای مشتری درآمد ایجاد کند و همچنین به دلیل کم بودن زمان حضور در محل، منجر به کاهش هزینه محل خواهد شد.

معایب استفاده از سازه‌های ساختمانی پیش ساخته

۱.افزایش خطرات:

اولاً، در مقایسه با روش‌های سنتی ساخت‌وساز، خطرات زیادی در ارتباط با این روش وجود دارد. این بدان دلیل است که اکثر عناصر بزرگ ساختمان در خارج از محل ساخته می‌شوند، اعتماد زیادی به تولیدکننده داده می‌شود تا دقیقاً آنچه را که لازم است تولید کند. ازاین‌رو، حتی کوچک‌ترین خطاها نیز می‌توانند کل ساختار را به خطر بیندازند.

۲.زمان اتمام سریع:

پس از رسیدن قطعات به محل موردنظر، آن‌ها باید به هم متصل و پیچ شوند. کارگرانی که در آنجا کار می‌کنند تحت محدودیت‌های زمانی شدید هستند تا کار خود را به‌سرعت انجام دهند، این امر ممکن است احتمال بروز خطا و اشتباه را افزایش دهد.

۳.قطع ارتباط بین زمین و معمار:

هر مکانی متفاوت و منحصربه‌فرد است، ازاین‌رو ویژگی‌های فردی و چالش‌های خاص خود را دارد. ساختمان‌های پیش ساخته که برای کارایی طراحی‌شده‌اند، ازلحاظ تئوری ممکن است ایده آل به نظر برسند، اما فاقد جزئیات و شخصی‌سازی هستند. با ایجاد جزئیات خارج از محل، یک جدایی بزرگ بین معمار و زمین به وجود می‌آید.

از دیگر معایب کاملاً مشهود فناوری پیش ساخته می‌توان به هزینه حمل‌ونقل بالا، خطر خرابی زیاد، نیاز به تجهیزات، نیروی ماهر و نظارت اضافی اشاره کرد.

مشخصات دیوار های پیش ساخته

دیوار پیش ساخته دیوار شامل دو پوسته بتن آرمه نازک، متصل و جدا شده توسط فلز، قالب سفارشی خود را برای حداکثر سهولت نصب ادغام می‌کند.

مشخصات فنی دیوارها:

حداکثر ابعاد	۱۲.۳۴ متر در ۳.۸۰ متر
ضخامت کل دیواره	۱۶ تا ۴۰ سانتی‌متر
ضخامت پوسته	۴.۵ تا ۷.۵ سانتی‌متر
کلاس بتن	حداقل C 40/50
وزن میانگین	۲۸۰ تا ۳۵۰ کیلوگرم در مترمربع
کلاس قرار گرفتن در معرض بتن	XF1 ؛ XA3

مزایای دیوار پیش ساخته:

دیوار پیش ساخته برای خانه‌ها و بلوک‌های آپارتمانی، دفاتر، مغازه‌ها، مدارس، بیمارستان‌ها، امکانات ورزشی و استخر، مراکز فرهنگی، سیلوها، دیوارهای نگهدارنده، سازه‌های ضد آب، تیرهای عمیق … جایگزینی برای روش‌های ساخت سنتی استفاده می‌شوند.