بسم الله الرحمن الرحیم
(ICF) ساختمانهای بتن مسلح با عایق ماندگار
Insulating Concrete Forms
معرفی کلی سیستم
مقدمه :
در کشورهای پیشرفته سالهاست که مسائل مربوط به دوام مصالح ، سرعت اجرا ، کاهش پرت مصالح ، جلوگیری از اتلاف انرژی و مقاوم بودن ساختمانها در برابر سوانح طبیعی مورد توجه و تحقیق دائم قرارگرفته که منجر به نوآوری ها و تکنیک های مدرن در زمینه صنعت ساختمان شده است.
از جدیدترین سیستم های فوق الذکر ، استفاده از ترکیب بتن آرمه به عنوان عضو باربر و پانل های پلی استایرن EPS به عنوان قالب بتن و عایق حرارتی می باشند که با نام سیستم های بتنی ( ICF )– Insulationg Concrete FormWork معروف گشته اند.
سیستم ICF پانلی از جدیدترین و کامل ترین نوع سیستم های مذکور می باشد که کمبودها و اشکالات روش های قدیمی تر در آن بر طرف شده است.
سیستم بتن مسلح با عایق ماندگار (ICF) دیوارهایی پرشونده با بتن هستند که قالب دیوارها دائمی بوده و بعد از بتن ریزی به عنوان جزئی از دیوار محسوب شده و بصورت عایق حرارتی و صوتی عمل می کند.
در این سیستم ، قالبهای دیوار بتنی با امکان میلگرد بندی به میزان مورد نیاز و با ضخامت مورد نظر از 80 تا 500 میلیمتر و بیشتر برای دیوارها قابل تولید هستند. این سیستم به عنوان یک فن آوری 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.
تاریخچه :
این سیستم در دهه 1950-1960توسط کمپانی Lastedil دراروپا (سوئیس یا آلمان) ابداع شد .از این روش تا کنون در بسیاری از کشورهای دنیا از جمله آلمان ، ایتالیا ، ترکیه ، کانادا ، آمریکا ، امارات متحده ، بحرین ، عربستان ، روسیه ، ایرلند به صورت گسترده استفاده گردیده است.
روش اجرا :
این سیستم به شیوه اجرای ساختمان بتن آرمه درجا از انواع دیوار باربر با قالب های عایق ماندگار می باشد که به نام سیستم قالب های عایق ماندگار شناخته می شوند.
( ICF )– Insulationg Concrete FormWork
انواع اجرای عایق ماندگار بتنی ICF
قالب های عایق ماندگار دیوار بتنی از نظر قالب بندی به سه دسته تقسیم می شوند :
1- بلوکی 2- تخته ای 3- پانلی
1- بلوکی :
این قطعات دارای ابعاد کوچکی هستند و معمولا برای دیوارهای داخلی بکار میرود. و با داشتن برآمدگی و فرو رفتگی در هم چفت می شوند.
2- تخته ای:
عایق تخته ای مثل عایق پانلی است ولی در مونتاژ و نحوه نصب با هم اختلاف دارند.
این عایق ها به وسیله بست به یکدیگر متصل می شوند.
3- پانلی :
در این عایق ها قطعات بزرگ هستند و بین آنها از بتن پر می شود که دارای سطح صاف هستند و برای نگهداری آنها به بست های نگهدارنده احتیاج است.
اجزای سیستم سازه ای باربر :
1- دیوار باربر
2- دیوار جدا کننده
3- پانل سقفی
پانل های سقفی وظیفه تحمل بارهای کف و انتقال آن به دیوارهای باربر را بر عهده دارند و پانل های دیوار به دو صورت باربر و غیر باربر تقسیم می شوند.
دیوار باربر:
از دو لایه PS پلی استایرن به ضخامت 5cm داخلی و بیش از 5cm بیرونی که قابل افزایش است.
این دولایه توسط پیچ های دو سر رزوه به قطر 5mm در فواصل 20cm به هم متصل می شوند.پیچ ها در کارخانه با جوش نقطه ای به میلگردهای قائم وصل و توسط مهره های پلاستیکی به پانل ها و تحمل بار برشی بتن ریزی و تکیه گاه میلگرد افقی و قائم دیوار و نیز مقاومت در مقابل کمانش دیوار فراهم می کند.
فاصله بین دو پانل با تغییر طول پیچ ها تا 30cm قابل افزایش است.
قطر میلگرد قائم 8 تا 12 سانتیمتر است.
دیوار جدا کننده :
دیوارهای غیر باربر در این سیستم از جنس پلی استایرنبا عرض 60 cm و ضخامت 6 تا 20 سانتیمتر در طول دلخواه تولید می شوند.
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 جدا کننده به سقف کف را امکانپذیر می سازد.
لوله های برق و تاسیسات نیز به سادگی از داخل مقطع پروفیل سوراخهای دیوار جدا کننده قابل عبورند.
سیستم دیوارهای باربر :
ارتفاع مجاز برای این ساختمان ها پنجاه متر از سطح زمین است ( ۱۶ طبقه ) بدون ستون ….
البته باید توجه داشت در کلیه دیوارهای باربر، به جای استفاده از آجر و سیمان که دارای مکانیزم شکست غیرقابل پیش بینی هستند- در تکنولوژی ICF از بتنِ مسلح حفاظت شده استفاده می شود که در مقایسه با سازه های باربرِ رایج، دارای مقاومت بالاتر و مطمئن تری بوده و مورد تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن می باشد.
پانل سقفی :
پانل سقفی به عرض 60 cm و ضخامت 16 تا 32 سانتیمتر و طول دلخواه تولید می شود که در زیر این قطعات 2 عدد پروفیل از ورق گالوانیزه ناودانی Z وجود دارد.
این پروفیل ها تحمل بار لازم در هنگام نصب را تامین می کند و در مرحله نازک کاری می تواند تکیه گاه پانل های گچی باشد.
لبه های پایینی مقطع به صورت فاق و زبانه با پانل مجاور در هم چفت می شوند و در بالا فضای لازم برای میلگرد گذاری به صورت متداول فراهم می شود.
ویژگی های سیستم :
امکان ترکیب با سایر سیستم ها
امکان اجرای سریع
سهولت نازک کاری
امکان اجرا در فصول مختلف سال
انعطاف در ابعاد و اندازه
سهولت جابجایی و انبار
عدم نیاز به قالب بندی بتن
عدم نیاز به مواد جدا کننده
قابلیت اجرا در مناطق آسیب دیده
قابلیت اجرا در طبقات مختلف با امکان قرار دادن میلگرد اضافی در دیوار و سقف
پیش ساخته بودن قالب ها مطابق استانداردهای لازم
توانایی تحویل سفت کاری حداقل دویست تا پانصد متر مربع بنا ، ظرف ۲۰روز کاری توسط یک گروه کاری پنج نفره
اجرای انواع مصالح در نمای داخلی و خارجی ساختمان
ایجاد فضای بیشتر با قرارگیری مناسب دیوارها
نصب سریع درب ها ، پنجرها ، سیم کشی و لوله کشی
صرفه جویی اقتصادی در زمان و بهره وری بیشتر
نصب آسان بدون احتیاج به ماشین های سنگین
ساختار ضد زلزله برای ساختمان
عدم محدودیت طراحی
ساختار سیستماتیک یک پارچه سازی ساختمان
ذخیره انرژی و جلوگیری از نفوذ سرما و گرما
عدم وجود ضررهای اکولوژی در مراحل تولید
اتصال سریع قطعات
ویژگی های معماری سازه ICF
قابلیت برش و تغییر فرم قالب
ساخت زاویه های مختلف
دیوارهای منحنی
طاق و پیش آمدگی
امکان ایجاد بازشو با ابعاد خواسته شده در دیوار و سقف
اتصال سقف به دیوار به صورت یکپارچه طراحی و اجرا شده و میلگرد گذاری لازم بر این اساس در محل اتصال انجام شود.
پلی استایرن مورد استفاده باید ازنوع منبسط شونده کند سوز یا خودخاموش شو مطابق با استانداردهای بین المللی باشد.
محافظت از بلوک پلی استایرن به وسیله پوشش مانع حرارتی مناسب به عمل آید که این پوشش باید دارای اتصال مکانیکی به سازه باشد. پوشش مناسب می تواند یک تخته گچی با ضخامت حداقل 12/5 میلیمتر یا پوشش دیگری با مقاومت معادل در برابر دمای بالا باشد.
فوم پلی استایرن باید در مرز سقف/ کف هر طبقه و در مرز دیوار جدا کننده بین دو واحد مستقل قطع گردد (هر دو طرف داخلی و بیرونی) و برای تامین مقاومت لازم از مسدود کننده های آتش استفاده شود.
نحوه اجرا ICF
کرسی چینی و اجرای فنداسیون (نواری) :
به همراه میلگردهای عمودی انتظار با توجه به طبقات بنا انجام می شود
فنداسیون را می شود هم روی زمین و هم درداخل زمین متناسب با وزن ساختمان اجرا کرد
بتن ریزی فنداسیون
جاگذاری میلگردهای انتظار
فنداسیون آماده جهت اجرای انواع قالبهای ماندگار
نمونه اجرای قالبهای بلوکی
اجرای ناودانی :
قبل از اجرای انواع قالبها لازم است سطح شروع کار با ناودانی تراز گردد.
روش بلوک چینی :
اجرای انواع قالبها کمی با هم تفاوت دارند اما در روش بلوک چینی به همراه میلگرد گذاری افقی انجام می شود
اجرای دیوار در نقاط کنج ها :
کنج دیوارها با هر زاویه ای قابل انجام می باشد
عدم محدودیت در پلان :
دراین سیستم اجرای تمام پلان ها میسر است
باز شوها
در این سیستم هم از قاب های پیش ساخته جهت باز شوها می توان استفاده کرد و هم در حین اجرا می توان قالب بندی نمود. بدون نیاز به نعل درگاه.
جا نمایی تاسیسات :
عبور لوله ها و مجرا ی تاسیسات به سهولت از درون المان های دیوار و پارتیشن ها انجام می گیرد و مسیر های مربوطه توسط طراحان تاسیساتی بدون محدودیت خاصی قابل پیش بینی و اجرا می باشد .
مهار بندی جهت بتن ریزی
کاربرد و نمونه جک های مورد استفاده :
جهت شاقول کردن دیوار
نگهدارنده در هنگام بتن ریزی
قرار گیری تخته بنایی بر روی آن
مهاربندی و جکهای نگهدارنده با کاربرد قرار گیری تخته بنایی
نمونه جکهای زیر سقفی
بتن ریزی :
بهترین اجرا در بتن ریزی استفاده از قیف های مخصوص پمپاژ بتن می باشد که در تمیزی کار و عدم پرت بتن موثر است
اجرای سقف :
پس از آماده شدن دیوارهای باربر ، قطعات سقف در دهانه بین دو دیوارقرار می گیرند سپس زیر سقف در فواصل حدود 2 متر شمع بندی می شود.
از قرار گرفتن هر دو قطعه در کنار هم فضای شکل گیری تیرچه های فرعی ایجاد می شود.
میلگردهای تیرچه بر اساس محاسبات سازه ای در این محل قرار می گیرند.
در محل تلاقی دیوار و سقف نیز میلگردهای لازم بر اساس محاسبات و حداقل های آیین نامه اجرا می شوند.
در مرحله آخر شبکه میلگرد حرارتی به صورت جوش شده یا به روش متعارف در محل قرار می گیرد و بتن سقف ریخته می شود.
پوشش نهایی سقف از ورق گالوانیزه طرح دار اجرا می شود.
با توجه به اینکه سیستم قابلیت عبور لوله ها را از داخل سقف دارد ، احتیاج به بردن لوله ها در کف و پوشاندن آن با پوکه نیست
قابلیت اجرای گرمایش از کف
بتن ریزی سقف
اجرای سقف شیب دار
ترکیب با سازه های دیگر:
این سیستم را می توان به صورت تلفیقی با بسیاری از دیگر سیستم ها اجرا کرد که نمونه بارز آن تلفیق با سیستم LSF است. که باعث می شود نقاط قوت سیستم ها در کنار هم قرار بگیرند و این امکان را فراهم می سازند که برای مثال یک یا دو طبقه اول با سیستم ICF و طبقات بعدی با سیستم LSF ساخته شوند.
در این صورت ایستایی و نم بندی بخش های مدفون و نیمه مدفون ساختمان توسط عایق حرارتی و لایه بتنی سیستم ICF و سبک سازی ساختمان در طبقات فوقانی توسط سیستم LSF تامین شود.
نازک کاری :
برای محافظت فوم های پلی استایرن از تابش ، باید سطح آنها با لایه ای از اندود پوشانده شود.جهت اندود خارجی از اندود ماسه آهکی یا اندود بر پایه چسب و جهت اندود داخلی علاوه بر اندودهای خارجی می توان از گچ نیز در روش زیر استفاده کرد.
پانل های گچی : به صورت مستقیم بر روی در پوش های پلاستیکی دیوار از جنس PVC پیچ می شوند.درز میان پانل های دیواری ، توسط مقاطع ،هوا بندی می شوند.(صفحات گچی مناسب ترند)
عملیات گچ کاری : می توان با استفاده از شبکه پلاستیکی یا توری فلزی که بر روی سطح دیوار محکم شده به روشهای متداول انجام داد.
نکته :
در نازک کاری سقف نیز پانل های گچی به کمک پیچ به پروفیل های جاسازی شده در پانل قالب سقف متصل می شوند.
ممکن است برای تقویت و مسلح کردن اندود (بهبود چسبندگی اندود به فوم های پلی استایرن) از توری فولادی (رابیتس) یا توری فایبرگلاس استفاده شود.
الزامات روش اجرای ساختمان های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار بلوکی
سیستم سازه ای حاصل از این روش اجرا، یک سیستم سازه ای دیوار باربر با دیوارهای برشی بتن مسلح بوده که محدودیت های آن مطابق استاندارد 2800 می باشد.
ضخامت دیوارهای بتنی نباید از 15 سانتی متر کمتر باشد.
بتن مصرفی باید از نوع بتن سازه ای و با حداقل مقاومت 20 مگاپاسکال باشد.
تامین ضوابط دیافراگم صلب و همچنین تامین یکپارچگی برای کلیه سقف ها الزامی است.
صدابندی هوابرد جدا کننده های بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات باید مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان «عایق بندی و تنظیم صدا» تامین شود.
مزایای سیستم ICF:
مقاومت بالا در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد.
صرفه جویی در مصرف انرژی (عایق حرارت، برودت، رطوبت و صوت).
حداقل نیاز به نیروی انسانی متخصص.
سرعت اجرا.
سهولت اجرا.
انعطاف پذیری نسبی در قالب طرح های معماری.
امکان اجرا در اکثر شرایط آب و هوایی (خصوصاً مناطق دارای رطوبت نسبی بالا).
سهولت اجرای تاسیسات برقی و مکانیکی.
مراحل نصب در محل کارگاه بدون ماشین های سنگین.
مزیت های زیست محیطی و فقدان مضرات اکولوژیکی.
فاکتور مهم در عملکرد ساختمان ها ، برای تعیین میزان صرفه جویی انرژی عبارتند از :
عدم انتقال حرارت
حبس شدن هوا در ساختمان
کاهش انتقال صدا تا ۵۰% نسبت به سایر سازه ها
مقاومت بسیار زیاد در برابر زلزله
حذف ستونها و ایجاد فضای بیشتر
معایب سیستم ICF:
محدودیتهای ساختمانهای دیوار باربر بتن مسلح در این روش اجرا نیز حاکم است
عدم امکان استفاده مجدد از مصالح
صعوبت جابجایی در و پنجره پس از اتمام ساخت زیرا چنین تغییراتی نیازمند برش بتن است
در صورت استفاده از رابط های پلاستیکی ، حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان به دو طبقه محدود می شود
معایب مطرح شده توسط پیمانکاران داخلی :
کیفیت پایین ICF تولید شده در ایران که به جزء دو شرکت، ما بقی تعریفی ندارند
نوسان شدید قیمت خرید که به صورت هفتگی تغییر می کند
هزینه زیاد تراز و شاقول کردن دیوارها نسبت به زمان و امکانات کشور
نبود تمامی بلوک های لازم که در کشور تولید نمی شود و تنها چند قطعه از این سیستم تولید می شود
نبود نیروی کار ماهر
مشکلات عدیده در بتن ریزی شامل طرح اختلاط و پمپ مناسب جهت بتن ریزی که باید با سرعت و دبی مناسب ، بتن ریزی شود
فضای زیادی که نسل سوم ICF برای انبار کردن نیاز دارد
سیستم سقف بسیار گران
نهایتا سیستم خوبی است اگر نگران افزایش سرسام آور هزینه ها نباشید
رفتار سیستم در برابر آتش :
دو مصالح عمده این سیستم ، قالب ماندگار پلی استایرن منبسط و بتن است . انواع بتن های معمولی مورد استفاده در این سیستم ، غیر قابل اشتعال بوده و خطری را ایجاد نمی کند . از این رو پلی استایرن منبسط شده نیز که استفاده می شود کند سوز بوده و از مواد غیر قابل اشتعال و خطرناک در برابر آتش است و با توجه به دانسیته بالای محصولات تولید شده (۲۷ کیلو گرم بر متر مکعب ) مقاومت بالایی را در برابر آتش سوزی تامین می کند.
نتیجه گیری:
روش اجرای ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار یک فناوری مناسب می باشد که سازه حاصل از آن، یک ساختمان بتن مسلح با دیوارهای باربر تلقی می شود.
دراین سیستم ساختمانی قالبهای دیواروسقف بااستفاده ازمفتول آهن گالوانیزه به صورت شبکه جوش شده ودرمحل کارخانه ساخته شده ودروجوه داخلی وخارجی قالب پانلهایی ازمصالح عایق کننده ، مانند پلی استایرن منبسط شونده کندسوز، قرارداده می شود.
قالبهای دیواربتنی باامکان میلگردبندی به میزان موردنیاز وباضخامت موردنظر از 80 تا 500 میلیمتروبیشتر
برای دیوارها قابل تولید هستند. قالبهای سقف برای اجرای سقف یک یا دوطرفه با عمق و فواصل دلخواه برای تیرچه ها توسط خطوط تولید در مقیاس زیاد ، قابل ساخت هستند.
خط تولید این سیستم ، می تواند صفحات قالب برای ساخت واحدهای مسکونی با زیربناهای مختلف را تولید کند.
قالبها و پانلهای تولید شده دراین سیستم سبک بوده ودارای قابلیت حمل ونقل و نصب و اجرای سریع می باشد.
البته ضخامت قابل ملاحظه دیوارها را می توان یکی از محدودیتهای ساختمانهای بتن مسلح با قالب عایق ماندگار عنوان کرد.
روش ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار به طور عمده در پروژه های با طبقات محدود استفاده می شود.
سرعت بالای قالب بندی از مزایای این سیستم محسوب می شود.همزمان با قالب بندی سیستم ، عایق کاری حرارتی ساختمان هم انجام می شود. در این سیستم با آموزش مختصر می توان نیروی انسانی لازم را تربیت کرد. استفاده گسترده از سیمان در اجرای این سیستم و عدم امکان بازیافت مصالح آن از ویژگی های غیرمطلوب این روش از لحاظ معیارهای زیست محیطی می باشد.
پایـــــان