انبوه سازی با دیوارهای سبک

چکیده
امروزه با افزایش جمعیت انبوه سازی و ساخت و سازهای با ارتفاع زیاد رو به پیشرفت است، که این مسئله مهندسین عمران را مجبور می کند که نگاه دقیق تر به اجرا و بهینه سازی آن داشته باشند. سیستم جدید که برای بهینه سازی اجرا و مسائل اقتصادی آن در کشورهای اروپایی و بعضاً در موارد خاص در کشور ایران استفاده شده، دیوارهای سبک (Drywall) است. این سیستم به لحاظ ساختار ویژه ای که دارد بسیار سبک بوده و استفاده از آن در ساختمان های با ارتفاع زیاد وزن سازه را تا حد زیادی کاهش می دهد. یکی از شرکت های اصلی سازنده این نوع دیوارها شرکت کناف (knauf) است. در این مقاله سعی شده خصوصیات و مزایای این سیستم ها به طور دقیق بررسی شده و ساختمانی چند طبقه به طور مجزا با سیستم Drywall و دیوارهای معمولی بارگذاری و آنالیز می شود تا تاًثیر دقیق این سیستم د ساختمان های چند طبقه مشاهده گردد.
واژه های کلیدی: مسائل اقتصادی، دیوارهای سبک، کناف
۱- مقدمه
کناف، نام فامیل و نام یک گروه رسمی در ابعاد جهانی می باشد. کناف بر خلاف اندازه اش یک شرکت خانوادگی است به همین دلیل به موفقیت حیرت انگیزی دست پیدا کرده است. از ویژگی های این شرکت می توان به این مسئله اشاره کرد که همه کارمندان آن در تصمیم گیری مسائلی همچون ساخت نمونه ها، جرأت به کارگیری عقاید جدید و موارد تازه، سرمایه گذاری و … به یک اندازه سهیم هستند.
کناف برای اولین بار در سال ۱۹۳۲ توسط برادران کناف (karl and Dr. Alfons N. knauf) ایجاد شد. امروزه پسران آن ها (Baldwin and Nikolaus knauf) به طور مشترک مدیریت کناف را به عهده دارند و اقدامات بزرگ و مهم گروه را به سمت موفقیت هدایت می کنند.
از اولین و ابتدایی ترین کارهای این شرکت – تولید گچ – همواره کناف با این هدف پیش آمد که به گروهی جهانی با فعالیت های گسترده تبدیل شده و محصولات و تولیدات خود را در زمینه های زیر ارائه دهد:
مصالح و سیستم های گچی ساختمانی و تولیدات وابسته به آن ها
–    مصالح عایق رطوبت و حرارت
–    سنگ آهک و تولیدات آن
۲- سیستم های فولادی
سیستم های فولادی کناف (Steel Bulding Systems – SBS –)  که از نوع مقاطع نورد شده سرد هستند برای دیوارهای باربر، جدا کننده و سیستم های سقف بسیار مناسب می باشند. مزیت آن ها نسبت به مقاطع فولادی نورد شده گرم و بتون مسلح، سبکی و سرعت بالا می باشد.
سیستم SBS در زمان و دارایی صرفه جویی می کند و این مورد برای مباحث سرمایه گذاری بسیار مهم و مناسب است.
SBS باعث کاهش وزن کلی شده، علاوه بر آن مانع از عبور و نفوذ آب و رطوبت می گردد لذا در هزینه و زمان ساخت فونداسیون و اسکلت سازه صرفه جویی می گردد.
سیستم SBS می تواند به عنوان دیوارهای خارجی، داخلی و سیستم های کف و سقف استفاده گردد. نصب سریع و ساده آن امکان استفاده از خدمات (M & E Services) را برای مراحل ترکیب و هر گونه تجدید مجدد آن ها را فراهم می سازد.
در بعضی موارد سیستم سبک تنها گزینه برای کارهای نوسازی ساختمان هایی که قبلاً ساخته شده اند می باشد.
۳- خصوصیات انواع سیستم های پوششی کناف
هر یک از سیستم های پوششی کناف دارای مشخصات ویژه و خاص خود می باشد که در زیر سعی شده است به اهم آن ها اشاره گردد.
الف – صفحات روکش دار گچی کناف در سیستم پوششی دیوار داخلی
موارد استفاده: پوشاندن سطوح داخلی دیوارها و سقف ها اعم از آجری و بتونی
مزایا: استحکام و ثبات مناسب – نصب سریع و آسان برخلاف سیستم های سنتی – امکان پوشش داکتهای تأسیسات، کانالها، لوله کشی و … – رنگ آمیزی و کاشی کاری بلافاصله پس از نصب – قابلیت نصب انواع عایق ها – مقاومت در برابر آتش مستقیم تا ۲ ساعت
استانداردها: سیستم های پوششی کناف ایران تحت استاندارد DIN 18183 شامل قسمت های زیر می باشد:
صفحات گچی با ضخامت ۵، ۱۲، ۱۵ و ۱۸ میلی متر – پروفیل های افقی و عمودی با ضخامت ۰۶ میلی متر به بالا – مصالح نصب و درزگیری
ب – صفحات روکش دار گچی کناف در دیوار های جدا کننده
موارد استفاده: ساختمان های اداری – برج سازی و ساختمان های مسکونی – بیمارستان ها و کلینیک های تخصصی – دفاتر – آزمایشگاه ها – کارخانه ها و لابراتوارهای داروسازی – رستوران ها و نمایشگاه ها – فرودگاه ها – مدارس و آمفی تئاترها – ایستگاه های مترو
مزایا: مقاومت در برابر زلزله – کاهش وزن کلی ساختمان بر روی فونداسیون و سازه – اقتصادی بودن به دلیل سبکی وزن Kg/m2 35- 25 – سرعت نصب و صرفه جویی مصالح – رنگ آمیزی و کاشیکاری بلافاصله پس از نصب – سهولت دسترسی به تأسیسات به کمک دریچه های مخصوص – قابلیت ترمیم و تعویض – امکان اتصال هر گونه تجهیزات در صورت پیش بینی – عایق حرارتی، صوتی و رطوبت – مقاومت در برابر آتش مستقیم تا ۲ ساعت
استانداردها: سیستم های پوششی کناف ایران تحت استاندارد DIN 18183 شامل قسمت های زیر می باشد:
صفحات گچی با ضخامت ۵، ۱۲، ۱۵ و ۱۸ میلی متر مطابق استاندارد DIN, ASTM, BS, ISO – پروفیل های افقی و عمودی با ضخامت ۰۶ میلی متر – مصالح نصب و درزگیری
ج – صفحات روکش دار گچی کناف در سیستم های سقفی
موارد استفاده: ساختمان های اداری – برج سازی و ساختمان های مسکونی – بیمارستان ها و کلینیک های تخصصی – دفاتر – آزمایشگاه ها – کارخانه ها و لابراتوارهای داروسازی – رستوران ها و نمایشگاه ها – فرودگاه ها – مدارس و آمفی تئاترها – ایستگاه های مترو
مزایا: مقاوم در برابر زلزله – کاهش وزن به خصوص در مورد بازسازی – اقتصادی بودن به دلیل Kg/m2 15- 5، ۱۲ سرعت نصب و صرفه جویی مصالح – رنگ آمیزی بلافاصله پس از نصب – سهولت دسترسی به تأسیسات در سقف به کمک سیستم های شبکه ای متحرک – قابلیت ترمیم و تعویض – عایق حرارتی، صوتی و رطوبتی – مقاومت در برابر آتش مستقیم تا ۲ ساعت
استانداردها: سیستم های پوششی کناف ایران تحت استاندارد DIN 18183 شامل قسمت های زیر می باشد:
صفحات گچی با ضخامت ۵، ۱۲، ۵ و ۹ میلی متر میلی متر مطابق استاندارد DIN, ASTM, BS, ISO – شبکه های گالوانیزه با ضخامت ۰۶ میلی متر – مصالح نصب و درزگیری
د – صفحات روکش دار گچی کناف ایران در سیستم های مقاوم در برابر آتش
صفحات گچی مقاوم در برابر آتش کناف ایران با وجود سبکی وزن، از مصالح مناسب ساختمانی می باشند. در ساخت این صفحات، فرمولاسیون خاصی از فایبر گلاس استفاده می شود که با استاندارد DIN 18183 مطابقت دارد. صفحات مقاوم در برابر آتش برای پوشش ستون ها، تیرها و نیز برای محافظت کابل ها و کانال های تأسیساتی و تهویه به کار می روند و از ۱ تا ۲ ساعت در مقابل آتش مستقیم مقاوم می باشند.
ح – صفحات روکش دار گچی کناف ایران در سیستم های مقاوم در برابر اشعه ایکس و رطوبت
موارد استفاده: اتاق های رادیولوژی و جراحی – انستیتو های پژوهشی – آزمایشگاه ها
مزایا: امکان تبدیل فضاهای موجود به اتاق رادیولوژی – امکان ترکیب عایق صوتی و مقاوم در برابر آتش – مناسب با سیستم های محافظ اشعه ایکس – نصب سریع و آسان – سبکی وزن
استانداردها: سیستم های محافظ اشعه ایکس کناف ایران تحت استانداردهای بین المللی شامل قسمت های زیر می باشد:
ضخامت ۵، ۱۲ میلی متر + ضخامت ورق سربی – عرض: ۴۰ سانتی متر – کناره ها: لبه AIC
صفحات مقاوم در برابر رطوبت کناف ایران که با رنگ سبز مشخص می شوند تا درجه حرارت ۵۰ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۹۰% کارآیی بسیار خوبی دارند. در ساخت این صفحات از سیلیکون و با فرمولاسیون خاص استفاده شده که با استانداردهای بین المللی مطابقت دارد.
صفحات مقاوم در برابر رطوبت در آشپزخانه، سرویس ها و اماکنی که در آن رطوبت و آبریزی وجود دارد به کار می رود و نصب کاشی، سرامیک و سنگ بر روی آن ها امکان پذیر است.
۴- تقسیم بندی سیستم های پوششی کناف
هر یک از سیستم های کناف ذکر شده در قسمت های قبل، دارای تقسیم بندی ریزتری می باشند و با توجه به ویژگی ها و محدودیت های موجود – که به طور کامل در بروشورهای ارائه شده کناف ارائه گردیده اند – در موارد متعددی قابل استفاده می باشند.
الف – سیستم های پوششی دیوار کناف ایران
۱-    سیستم های پوششی دیوار کناف ایران با صفحات روکش دار گچی W611
۲-    سیستم پوششی دیوار کناف ایران با صفحات روکش دار گچی با لایه پشم سنگ W624
۳-    سیستم پوششی دیوار کناف ایران با صفحات روکش دار گچی با لایه فوم پلی استایرین W631
۴-    صفحات روکش دار گچی فارسی بر شده کناف ایران W612
۵-    دیوار پوششی کناف ایران با زیر سازی پروفیل گالوانیزه نصب شده رئی دیوار ماسونری W623
۶-    دیوار پوششی کناف ایران با استاد و رانر گالوانیزه
۱-۶ – تک لایه W625
۲-۶- دو لایه W626
ب – سقف کاذب گچی روکش دار کناف ایران
۱- اجرا به صورت قرار گیری در شبکه های گالوانیزه click
۲- نصب شده روی زیرسازی گالوانیزه (تیپ A) D112
۳- نصب شده روی زیرسازی گالوانیزه (تیپ B) D112
ج – دیوارهای کناف ایران با پروفیل گالوانیزه
۱- دیوار کناف ایران با پروفیل گالوانیزه – دیوار تک لایه با یک استاد W111
۲- دیوار کناف ایران با پروفیل گالوانیزه – دیوار دو لایه با یک استاد W112
۳- دیوار کناف ایران با پروفیل گالوانیزه – دیوار دو لایه با دو استاد موازی W115
۴- دیوار تأسیساتی کناف ایران – دو لایه با دو استاد موازی W116
۵- خلاصه بررسی های انجام شده
در مرحله بررسی این سیستم، دو ساختمان پنج و شش طبقه مورد نظر قرارگرفت. البته قابل ذکر است که در این بررسی تنها تأثیر تیغه ها به صورت کناف در نظر گرفته شده است، چرا که دیوارهای پیرامونی نقش بسیار عمده ای از جمله حفاظت کلی سازه را در برداشته و علاوه بر آن در ساختمان های معمولی چنین به نظر می رسد که کارفرما تمایل چندانی به استفاده از سیستم کناف ندارد.
تیغه ها با دیوار کناف تک لایه با یک استاد – W111 – با وزن تقریبی Kg/m2 25 جایگزین گردیده اند. همان طور که می دانیم: در کف هایی که بار زنده آن ها از ۵۰۰ کیلوگرم بر متر مربع کمتر است، بار معادل گسترده نظیر تیغه ها نباید کمتر از ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مربع در نظر گرفته شود. در ساختمان هایی که از تیغه های سبک نظیر دیوارهای ساندویچی استفاده می شود، این بار حداقل را می توان به ۵۰ کیلوگرم بر متر مربع کاهش داد. مشروط بر آن که وزن یک متر مربع تیغه ها به اضافه ملحقات آن ها از ۴۰ کیلوگرم بر متر مربع تجاوز نکند. (آئین نامه حداقل بار وارده بر ساختمان ها و ابنیه فنی – 519 -)
مشاهده می شود که اولین تأثیر دیوارهای کناف در بار معادل تیغه ها گذارده می شود، به این ترتیب که بار معادل تیغه ها برای یک ساختمان معمولی تا حدود ۵۰ کیلوگرم بر متر مربع کاهش می یابد.
یک ساختمان پنج طبقه با سطح زیر بنای تقریبی m2 995 بدون هیچ پیچیدگی خاصی در پلان با سیستم دیوارهای معمولی – با استفاده از نرم افزار Sap 2000 – آنالیز گردیده، نتایج حاصل از آنالیز فوق شامل IPE 18 برای ستون، CPE 18 و IPE 18 برای تیر با اتصالات مفصلی می باشد. وزن کلی فولادهای مصرفی در این سیستم – بدون اتصالات حدود ton 15، ۴۵ برآورد گردید. در مرحله بعد تیغه های کناف طبق توضیحات ارائه شده قبلی، جایگزین و مدل مجدد آنالیز می گردد. مشاهده می شود که بعضاً نمره ستون ها از IPE 18 به IPE 16 کاهش پیدا کرده است. وزن کلی فولادهای مصرفی در این حالت حدود ton 50، ۴۳ ملاحظه گردید.
به عنوان مورد بعدی، یک ساختمان شش طبقه با سطح زیربنای تقریبی m2 1200 آنالیز گردید که نتایج آنالیز به طور کلی شامل IPE 18 و IPE 20 برای سطوح، و نیز CPE 18، IPE 18، IPE 20 و … برای تیر تشخیص داده شد. وزن کلی فولادهای مصرفی در این سیستم – بدون اتصالات – حدود ton 50، ۵۵ برآورد گردید. البته قابل ذکر است که نوع اتصالات در این مدل هم به صورت مفصلی در نظر گرفته شده است. مجدداً، در مدل فوق تیغه های کناف جایگزین و آنالیز گردید. نتیجه حاصله به صورت کاهش نمره پروفیل تیر و ستون ها مشاهده گردید. وزن کل فولادهای مصرفی در این حالت تقریباً ton 53 برآورد شده است.
در مورد تجزیه و تحلیل مسئله اقتصادی: اگر چه با کاهش یک نمره در پروفیل، قیمت تا حدود قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند؛ بایستی توجه داشت که میزان ورقه های اضافه شده و هزینه جوشکاری آن ها به هزینه کل اضافه می گردد. استفاده از تیغه های کناف نیز هزینه افزوده دیگری به دنبال دارد، شرکت کناف در بروشورهایی هزینه جزئیات نصب را ارائه کرده است.
که با یک متره دقیق می توان هزینه کلی اجرای تیغه کناف را برآورد کرد. البته این مسئله بایستی به طور دقیق بررسی گردد، که هزینه های افزوده شده فوق تا چه حد کاهش قیمت ناشی از تغییر شماره پروفیل را جبران می کند. به عبارت دیگر آیا استفاده از تیغه کناف از نظر اقتصادی هم به صرفه است یا نه؟؟؟؟
۶- نتیجه گیری
اگر چه استفاده از سیستم کناف باعث سبکی وزن می گردد ولی این کاهش وزن برای ساختمان های معمولی – حدود پنج، شش طبقه – چشمگیر نبوده ضمن این که به نظر می رسد هزینه افزوده ناشی از این سیستم بیش از کاهش هزینه ناشی از سبکی وزن می باشد. لذا استفاده از سیستم فوق در ساختمان های معمولی توصیه نمی گردد.
با این وجود، به هیچ وجه نمی توان منکر مزیت های بسیار سیستم کناف شد و بایستی توجه گردد که مسلماً سیستم فوق در ساختمان هایی با ارتفاع زیاد که وزن سازه نقش کلیدی دارد، می توان به عنوان کمک شایانی مورد توجه قرار گیرد.