امروزه بسیاری از مصالح سنتی، جای خود را به مصالح پیشرفته به خصوص پانل سه بعدی داده‌اند. این پانل‌ها در اواخر دهه 60 میلادی در صنعت ساختمان سازی ابداع شدند برای سازه‌های بلند مرتبه کاربرد فراوانی دارند. سیستم پانل سه بعدی (3D Sandwich Panels) روشی نوین، مناسب و ساده بوده که برای ساخت سازه با دیوار بتنی چند لایه و عایق‌بندی به کار گرفته می‌شود. این سیستم متشکل از عایق پلی‌استایرین منبسط شده در وسط و دو شبکه فلزی در طرفین با مفتول‌های فلزی (وادارهای برشی) به هم متصل شده‌اند، است. در تعریف کلی و جامع سیستم پانل‌های سه بعدی بدین صورت تعریف می‌شوند، دو صفحه شبکه جوش شده فولادی که یک هسته عایق در میان آن قرار گرفته و توسط تعدادی خرپایی به یکدیگر متصل و بعد از نصب، بتن از دو طرف روی آن‌ها ریخته می‌شود. مصالح مصرفی در اجرای پانل سه بعدی معمولا از بتن پاشش، فولاد و هسته عایق تشکیل شده‌اند.
همچنین برای مصالح پانل‌های مصرفی الزاماتی وجود دارد که عبارتند از:
- فولاد مصرفی در سازه‌های پانلی سه بعدی به سه دسته شبکه جوش‌شده، برش‌گیر و میلگرد تقسیم می‌شود. هر کدام از این اجزا دارای عملکرد مشخص هستند که باید مطابق با عملکرد مورد انتظار، و استانداردهای لازم از ویژگی‌های مطلوب برخوردار باشد.
- در مبحث یازدهم مقررات ملی ساختمان حداقل تنش تسلیم فولاد شبکه مش 240 مگاپاسکال و حداقل قطر آن 3 میلیمتر ذکر شده است.
نکات مهم در روش اجرای سیستم پانل سه بعدی
روش اجرای سیستم پانل سه بعدی بدین صورت است که ابتدا، پس از آماده سازی خاک بستر و ریختن بتن، پی به صورت نواری یا گسترده اجرا می‌شود. بتن مصرفی باید دارای حداقل 150 کیلوگرم بر مترمکعب دارای عیار و بتن شالوده حداقل دارای مقاومت فشاری 30 مگاپاسکال باشد. برای اتصال امتداد میلگردهای انتظار باید شبکه میلگردها و عایق دیواری در کنار هم قرار گرفته و سپس به شبکه اصلی متصل شود. بسیار مهم است که عایق پلی استایرین در مجاورت میلگردهای انتظار و با فاصله مناسب قرار گیرد. در اجرای سیستم پانل‌های سه بعدی میلگرد انتظار دیوار باید حتما از نوع آج‌دار باشد و میلگردهای شنازهای قائم نیز باید تا کف پی ادامه داشته باشند. برای اجرا و آماده سازی سیستم پانل سه بعدی بسیار مهم است که نکات زیر را رعایت کنید:
- نقش اصلی سازه‌ای را پانل های دیواری و سقفی بر عهده دارند و هیچ‌گونه عضو باربر خطی مانند تیر یا ستون وجود ندارد.
- شاتکریت می‌تواند به روش خشک و یا تر باشد. در روش خشک مصالح بتن به صورت خشک و مخلوط نشده با آب داخل لوله حرکت کند و هنگام پاشیده شدن هوا و آب به مواد اضافه شود. به طور معمول در روش تر، ملات بتن در مخزن ساخته خواهد شد.
- ضخامت بتن شاتگریت هر اندازه که باشد شبکه در میان ضخامت بتن قرار می‌گیرد.
- اگر وادارهای برشی وجود نداشته باشد عملکرد این پانل‌ها به صورت دولایه مجزا است.
- در شرایط خاص و در مناطق زلزله‌خیز می‌توان از کاهگل در روی این پانل‌ها استفاده کرد.
- سقف‌های گنبدی نیز می‌توان با این پانل‌ها اجرا کرد.
|
عرض |
1200 میلیمتر |
|
طول |
6000 میلیمتر |
|
وزن |
6 کیلوگرم بر مترمربع |
|
ضخامت پلی استایرین |
40، 60، 80 و 100 میلیمتر |
|
سیم مفتول (ابعاد شبکه‌ها) |
50×50 میلیمتر و به قطر 8/2 میلیمتر |
|
قطر اعضای خرپایی |
5 میلیمتر |
|
فاصله خرپاها |
100 میلیمتر |
|
ضخامت بتن شاتگریت |
40تا 80 میلیمتر |
انواع پانل‌های سه بعدی
پانل‌های سه بعدی براساس کاربردی که دارند به دو دسته پانل سه بعدی سقفی و دیواری تقسیم می‌شوند. پانل‌های سه بعدی دیواری نیز در صنعت ساختمان سازی در دو دسته قرار می‌گیرند که عبارتند از:
- پانل سه بعدی دیواری باربر؛ این نوع پانل به عنوان یک سازه قائم، در برابر بار مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولا از این نوع پانل در ساختمان یک یا دو طبقه، انبوه‌ساز، ساخت سوله‌ها، ساختمان‌های صنعتی، ساختمان‌های بدون سازه بتن آرمه و سایر سازه مشابه استفاده می‌شود. توجه داشته باشید ضخامت هسته عایق در پانل باربر باید بین 40 تا 60 میلیمتر و فاصله شبکه‌های جوش شده از یکدیگر 80 تا 140 میلیمتر باشد.
- پانل سه بعدی دیواری غیر باربر؛ این نوع پانل‌های سه بعدی به دلیل این‌که نقشی در باربری ندارند بیشتر در دیوارهای داخلی و خارجی سازختمان دارای سازه فلزی و بتن آرمه استفاده می‌شوند. همچنین به دلیل وزن بسیار پایین این پانل، در برج سازی کاربرد فراوانی دارند.
پانل سه بعدی سقفی نیز نوعی دیگر از پانل‌ها است که معمولا عرضی بین 80 تا 100 سامتی داشته و ضخامت هسته عایق آن بین 10 تا 15 سانتی‌متر است. فاصله شبکه‌های جوش شده در این پانل باید از یکدیگر حداقل 100 میلیمتر باشد. همچنین برای تقویت دیافراگم باید از میلگرد تقویتی نیز استفاده شود.
کاربرد سيستم پانل‌های سه بعدی
سیستم پانل‌های سه بعدی در واقع یک روش نیمه ساخته سبک بوده که جهت ساخت سازه‌های بتن آرمه استفاده می‌شود.
مزایا و ویژگی‌های سيستم پانل‌های سه بعدی
از ویژگی‌های مهم پانل‌های سه بعدی می‌توان به سرعت آماده سازی و نصب این سازه‌ها اشاره کرد. همچنین این اجزا دارای ضخامت کم در دیواره‌های بیرونی هستند، باعث کاهش وزن ساختمان به علت سبکی سقف و دیوارهای ساخته شده می‌شوند. دیگر مزایا و ویژگی‌ها سیستم پانل سه بعدی عبارتند از:
- مقاوم در برابر نیروهای برشی ناشی از ضربه و لرزش
- حمل آسان و مقام در برابر جابه‌جایی
- عایق صوتی، حرارتی، برودتی و رطوبتی
- صرفه‌جویی در هزینه فونداسیون و شناژ و اسکلت ساختمان‌های بلند مرتبه
- افزایش عمر مفید ساختمان به دلیل دوام و ساختار پوششی
- عدم نیاز به گچ و خاک به دلی بتن پاشی در اطراف پانل‌ها
- دستیابی به فضای مفید و بیشتر
- بهینه سازی انرژی
- استحکام در برابر نیروی جانبی مانند باد و زلزله
معایب سيستم پانل‌های سه بعدی
با این‌که پانل‌های سه بعدی عمر و مقاومت سازه را افزایش می‌دهند و تاثیر زیادی در بدنه ساختمان دارند با این حال استفاده از این سیستم دارای معایبی نیز است که عبارتند از:
- عدم امکان بازیافت مصالح
- زیاد بودن ضخامت دیوارهای داخلی در مقایسه با سازه‌های دیگر
- عدم امکان تعمیر و جایگزینی قطعات
- احتمال خوردگی در پوشش خارجی دیوارها
- احتمال جذب آب توسط لایه بتنی خارجی در مناطق آب و هوایی سرد
قیمت اجرای سيستم پانل‌های سه بعدی
برای اجرای سیستم پانل‌های سه بعدی باید حتما از پیمانکار حرفه‌ای در نصب این سازه استفاده کنید. به طورکلی قیمت اجرای سیستم پانل‌های سه بعدی براساس موارد زیر مشخص می‌شوند:
- هزینه برون سپاری سيستم پانل‌هاي سه بعدي
- نوع هسته عایق
- ضخامت پانل
- متراژ
- قیمت مصالح اولیه و متریال مصرفی
- عدم امکان بازیافت مصالح
- زیاد بودن ضخامت دیوارهای داخلی در مقایسه با سازه‌های دیگر
- عدم امکان تعمیر و جایگزینی قطعات
- احتمال خوردگی در پوشش خارجی دیوارها
- احتمال جذب آب توسط لایه بتنی خارجی در مناطق آب و هوایی سرد
- مقاوم در برابر نیروهای برشی ناشی از ضربه و لرزش
- حمل آسان و مقام در برابر جابه‌جایی
- عایق صوتی، حرارتی، برودتی و رطوبتی
- افزایش عمر مفید ساختمان به دلیل دوام و ساختار پوششی
- دستیابی به فضای مفید و بیشتر