ساختمان یا خانه پیش ساخته یا Prefabricated home، ساختمانهایی هستند که قطعات آنها در خارج از سایت ساخته می‌شوند (معمولاً در ابعاد استاندارد که به آسانی قابل نصب باشند) و در محل سایت نصب می‌گردند. از جمله مزیت های آنها می توان به سادگی کار در سایت های ساختمانی که امکان انجام عملیات گسترده ساخت و ساز فراهم نیست اشاره کرد. در این مقاله به بررسی ویژگیهای ساختمان های پیش ساخته می پردازیم. با کافه ساختمان همراه باشید.
سازه های پیش ساخته: ساندویچ پنل بتنی
ساندویچ پنل: انواع، کاربردها و ویژگیهای آن
ساختمان سازی به روش پیش ساخته سازی گاهی با عنوان انبوه سازی با کمترین کار نهایی خوانده می شود حال آنکه در عمل کاملا بر عکس این است. با بهبود فرآیندهای پیش ساخته سازی، این روش روز به روز متداول تر شده و امکان اجرای آن با بودجه های مختلف فراهم شده است. علیرغم تصورات نه چندان خوب درباره این روش ساخت و ساز، مزیت هایی متعددی در آن وجود دارد که هم منافع خریداران و مصرف کنندگان نهایی را تامین می کند و هم به سود سازندگان است. این مزیت ها عبارتند از:
سازگاری با محیط زیست: ساختمان سازی ماژولار (پیش ساخته سازی) همواره از دیدگاه بهره وری مصرف انرژی مورد تایید و ستایش کارشناسان بوده است. در ساخت و سازهای سنتی حجم بالایی از مصالح نیاز است که ضایعات ساختمانی نیز از آن تولید می شود. ولی در مورد مصالح پیش ساخته، بدلیل اینکه در کارخانه ساخته می شوند ضایعات آنها دوباره قابل بازیافت است و در نتیجه نسبت به روش های رایج ساختمان سازی حجم کمتری نخاله و ضایعات به محل های دفن زباله حمل می شود. همچنین در محیط کنترل شده کارخانه دقت ساخت بالاتر و اتصالات محکمتر و در نتیجه عایق بندی بهتری حاصل می شود که پس از احداث ساختمان تاثیر خود را در مصرف انرژی و حفظ گرما و سرما و کارآیی بهتر انرژی نشان می دهد.
صرفه جویی در هزینه ها: چرا که کارخانه می تواند در خرید مصالح در تناژ بالا، تخفیفهای خوبی بگیرد و این به کاهش قیمت تمام شده مصالح برای سازنده منجر می شود. همچنین خسارت های ناشی از خلف وعده پیمانکاران و یا کارکنان غیرماهر را کاهش می دهد. کاهش زمان ساخت نیز یکی از مهمترین عوامل کاهش هزینه ها است.
انعطاف پذیری: ساختمان های ساخته شده با مصالح پیش ساخته را می توان باز کرده و به یک نقطه دیگر منتقل و سوار کرد که به کاهش تقاضا برای مواد خام و کمینه کردن مصرف انرژی و کاهش زمان ساخت می انجامد. همچنین انعطاف پذیری در طراحی ساختار فرصت اجرای طرح های بسیار متنوع را در اختیار سازنده قرار می دهد. اجزای پیش ساخته را می توان در فضاهای مختلف بکار برد و این ویژگی یک مزیت زیبایی شناختی برای استفاده در تقریبا هر نوع ساختی به شمار می رود.
یکنواختی در کیفیت: با توجه به ساخت قطعات در کارخانه تحت استانداردهای کنترل کیفی/ تضمین کیفیت فرآیند تولید و پیروی از استانداردهای سازمان های متولی، قطعات دارای کیفیت یکنواخت هستند و تفاوت چندانی بین آنها دیده نمی شود. بویژه اینکه بسیاری از قطعات توسط ماشین آلات دقیق تولید می شوند و دخالت انسانی در آنها کم است. حال آنکه در روش سنتی ساختمان سازی، کیفیت ساخت وابستگی بالایی به مهارت کارکنان فنی دارد.
کاهش توقف عملیات در سایت ساخت و ساز: به دلیل این که قطعات در کارخانه تولید شده اند در سایت ساختمان سازی ترافیک کامیونها و تامین کننده ها بسیار کمتر از روش های متداول ساخت سنتی است. افزون بر اینکه در روشهای سنتی آلودگی صوتی، آلودگی هوا، آلودگی های ناشی از انباشت ضایعات و پسماندها در سایت و بسیاری عوامل دیگر باعث ناراحتی کارکنان سایت می شود ولی در پیش ساخته سازی این مشکلات وجود نداشته یا بسیار کم است. مشکلات و توقف های ناشی از تداخل کارکنان بخش های مختلف سایت ساخت و ساز نیز در پیش ساخته سازی به مراتب کمتر است.
کاهش زمان ساخت: ساختمان سازی به روش پیش ساخته سازی زمان به مراتب کمتری نسبت به روش متداول نیاز دارد. در بیشتر موارد این روش تقریبا نصف زمان لازم در روش های سنتی است که خود ناشی از عوامل زیر است:
- برنامه ریزی بهتر قبل از اجرا
- حذف مشکلات جوی تاثیر گذار بر ساخت به روش سنتی
- تاخیرات زمانی پیمانکار
- سر هم بندی سریعتر قطعات به دلیل فراهم بودن امکان اتصال چند قطعه به طور همزمان
ایمنی: از آنجایی که قطعات در کارخانه و با استفاده از مواد خشک در شرایط کاملا کنترل شده ساخته می شوند تهدیدات ناشی از وجود رطوبت، مواد شیمیایی خطرناک، و گرد و غبار کمتر خواهد بود و این تضمین کننده تندرستی کارکنان سایت و ساکنان آینده در برابر تهدیدات مرتبط با آب و هوا است. همچنین انجام فعالیت ها در فضای داخل کارخانه خطراتی چون تصادفات و مسوولیت های ناشی از آن را کاهش می دهد. چرا که قوانین HSE در محیط کارخانه بهتر رعایت می شود. در سایت ساختمانی ایمنی بسیار وابسته به شرایط آب و هوایی (باد، طوفان، رانش زمین) است.
ساختمان های پیش ساخته
ساختمان های پیش ساخته به نوعی از ساختمان گفته می شود که شامل اجزا یا واحدهای مختلفی است که در کارخانه ساخته شده اند و در محل مورد نظر سرهم و نصب می شوند تا یک واحد کامل را بوجود آورند. بعضی از خانه‌های پیش‌ساخته جدید در طراحی خود از سبک های پسامدرن و آینده نگر الهام گرفته‌اند. همچنین اصطلاح خانه‌های پیش ساخته می تواند به خانه‌های قابل حمل که بر روی چرخ قرار دارند اشاره داشته باشد. قطعات ساختمان های پیش ساخته در کارخانه ساخته می‌شود سپس به محل حمل و نصب میگردد. ساختمان های پیش ساخته کمی با ساختمان سازی به روش تیلت- آپ تفاوت دارند. از این نظر که در روش تیلت آپ دیوارهای بتنی در محل سایت ولی روی زمین بتن ریزی شده و سپس برافراشته می شوند ولی در پیش ساخته سازی قطعات در کارخانه و یا خارج از سایت ساختمانی ساخته می شوند.
تاریخچه ساختمان های پیش ساخته
در گذشته موارد بسیاری بوده که ساختمان ها در یک مکان ساخته و در جای دیگر سرهم می شده اند. احتمالا اولین خانه پیش ساخته ای که تبلیغ شده است کلبه قابل حمل منینگ بوده است. یک نجار لندنی به نام منینگ اجزای خانه ای را می ساخته است که پس از آن توسط مهاجران بریتانیایی به محلی دیگر فرستاده و سر هم شده است. درباره این سازه در روزنامه تایمز و همچنین بنرهای تبلیغاتی گوناگون در استرالیا تبلیغ شده است. در سال 1853 صدها خانه قابل حمل به استرالیا وارد شد. در سال 1855 در طول جنگ بعد از اینکه فلورانس نایتینگل نامه ای به روزنامه تایمز نوشت، برونل مامور طراحی یک خانه پیش ساخته شد. او در 5 ماه یک بیمارستان 1000 تختخوابی را با فناوری سیستم تخلیه فاضلاب، تهویه هوا و توالت های سیفون دار طراحی کرد.
بلوک های آپارتمانی پیش ساخته و طراحی شده جهان برای اولین بار در لیورپول ساخته شد. این سبک از ساخت و ساز شهری توسط مهندس شهرسازی جان الکساندر برودی طراحی شد کسی که با نبوغ مبتکرانه اش دروازه توری فوتبال را اختراع کرد. پس از آن در سال 1906 واگنهای برقی مخصوص حمل حیوانات در لیورپول را ساخت است که در بریتانیا چندان پذیرفته نشد ولی در اروپای شرقی مورد استقبال خوبی قرار گرفت.
در ایالات متحده خانه های پیش ساخته از زمان هجوم برای کشف طلا تولید شدند. زمانی که بسته های لوازم برای مکتشفان کالیفرنیایی ساخته شده بود تا آنها را قادر سازد به سرعت محل اقامت خود را بسازند. در زمان جنگ جهانی دوم خانه های پیش ساخته به دلیل نیاز برای اقامت گروهی کارکنان ارتش رایج بوده است. در انگلستان خانه های پیش ساخته ای که استفاده می شد شامل کلبه های نیسون، بالمن و هانگر بوده است. بعد از جنگ ساختمان های پیش ساخته به منظور عرضه سریع خانه های ارزان و با کیفیت به عنوان جایگزینی برای خانه های ویران شده در جنگ بنا شدند. گسترش ساخت خانه های پیش ساخته در سرتاسر آمریکا پس از تصویب قانون خانه سازی در سال 1944 رخ داد.
در بریتانیا، بزرگترین شهرک متشکل از ساختمانهای پیش ساخته در جنوب لیورپول بوده است که در آن پس از جنگ جهانی دوم بیش از 1100 خانه ساخته شد.
ویژگی های سازه های پیش ساخته سبک
مقاومت در برابر زلزله در مناطق زلزله خیز مانند ایران: یكی از پارامترهای مهم در ساختمان سازی كاهش وزن ساختمان است. چرا كه نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارد. بنابراین تكنولوژی انتخاب شده باید دارای جهت گیری كاهش وزن باشد. بر خلاف شیوه سازه های پیش ساخته سبک در سایر سیستم های پیش ساخته دیگر، اتصالاتشان اكثراً به صورت مفصلی و لولایی است و دارای وزن سنگین هستند. تنها در این روش است كه با 8 سانتیمتر بتن می توان نیروهای ساختمان 4 طبقه را در طبقه همكف تحمل كرد. وزن نهایی ساختمان با این روش، نسبت به روش های پیش ساخته دیگر و همچنین ساختمان های بتنی، 25 درصد كاهش می یابد، یعنی در هنگام زلزله 25 درصد نیروی كمتر به ساختمان وارد می شود. امروزه سبك سازی ساختمان یكی از شعارهای اصلی در صنعت مسكن است.
انعطاف پذیری در تولید و امكان حفظ جلوه های معماری ایرانی: مسأله مهم دیگر در صنعت ساختمان حفظ ملاک های فرهنگی و جلوه های معماری اسلامی و ایرانی در طراحی و نماسازی ساختمان هاست. انحناهای موجود در گنبدهای مساجد، نقش و نگارهای ایرانی و اسلیمی و سایر موارد از نشانه های معماری اسلامی و ایرانی است كه در روش سازه های پیش ساخته سبك می توان آنها را حفظ كرد. چرا كه می توان پانل های سبك مورد استفاده را به هر طرح دلخواه درآورد و پس از نصب آنها در محل خود، بتن پاشی روی آنها انجام داد.
ایمنی در ساختمان: بحث ایمنی، از مهمترین مسائل صنعت ساختمان است چرا كه با سلامتی انسان ها سر و كار دارد. در ساختمانهای سنتی چون ستونها و اسكلت فلزی، قسمت اعظم بار ساختمان را تحمل می كنند. با كنار رفتن یك تیر یا ستون، كل ساختمان به طور ناگهانی فرو می ریزد. در روش سازه های پیش ساخته سبك چون به جای استفاده از اسكلت فلزی، از شبكه های میلگردی كه در تمام سطوح دیوارها توزیع شده اند استفاده می شود، فروریزی ناگهانی پیش نمی آید. چرا كه اتصالات و مواضع تحمل بار به صورت یكپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.
صرفه جویی های ملی و سایر مزایای ناشی از كاربرد روش سازه ها پیش ساخته سبک اگر به صرفه جویی هایی كه كوچك به نظر می رسند، در مقیاس ملی نگاه كنیم، به ارقام بالایی تبدیل می شوند كه می تواند نقشی حیاتی در رشد و شكوفایی كشور ایفا كند.
پیش ساخته ها و جنبش مدرنیسم
معماران طراحی های جدیدی را در خانه های پیش ساخته امروزی بکار گرفته اند. ساختمانهای پیش ساخته دیگر نباید از نظر ظاهر با خانه های متروک مقایسه شوند بلکه باید با طراحی های پیچیده جدید مقایسه شوند. همچنین استفاده از مصالح سبز در ساختمان سازه های پیش ساخته افزایش یافته است. از آنجایی که این خانه ها بصورت چندین قطعه ای ساخته می شوند، مالک خخانه می تواند به راحتی یک اتاق به آن اضافه کند یا حتی سقف خورشیدی به پشت بام بیافزاید. بسیاری از بناهای پیش ساخته می توانند با توجه به محل و آب و هوای خاص مشتری تغییر داده شوند که این مزیت باعث شده است خانه ها مدرن تر و قابل انعطاف تر از گذشته باشند
تکنولوژی ساختمان های پیش ساخته
تكنولوژی سازه های پیش ساخته سبك و تنوع تكنولوژی های ساختمان بسیار زیاد است و هر كدام ویژگی ها و قاعدتاً محدودیت های خاص خود را دارند. عمده ترین شركت هایی كه در دنیا این تكنولوژی را به كار می گیرند، شركت E.V.G اتریش و شركت های Panel 3D و RAM در آمریكا می باشند. توجه زیاد صنایع اروپایی به تكنولوژی سازه های پیش ساخته سبك به خاطر مشكلاتی بود كه در سایر تكنولوژی های پیش ساخته وجود داشت. به طور مثال فن آوری پانل های بزرگ یاLarge Panel با وجود سرعت بالا و كارخانه ای بودن آن، با مشكل ضعف اتصالات روبروست و همچنین وزن سنگین ساختمان یك معضل جدی در این تكنولوژی به شمار می رود.
حمل ونقل قطعات سنگین بتونی نیز از دیگر نقاط منفی روش پانل های بزرگ است. در زلزله ای كه چند سال پیش در تركیه اتفاق افتاد، ساختمان های زیادی كه در آنها از روشLarge Panel استفاده شده بود به دلیل ضعف اتصالات تخریب شدند. در فن آوری سازه های پیش ساخته سبك، اتصالات به صورت یكپارچه است (دیوار به دیوار، سقف به دیوار و دیوار به پی). بر خلاف روش Large Panel که اتصالات به صورت كام و زبانه است، در روش سازه های پیش ساخته سبك، اتصالات به صورت جوش نقطه ای است و به جای اینكه ابتدا قطعات سنگین بتن در كارخانه ساخته شده و بعد به هم متصل شوند، ابتدا سازه به صورت شبكه های میلگردی كه بین آنها (بین دو شبكه میلگرد) یك لایه فوم پلی استایرن قرار می گیرد ساخته می شود و پانل های سبك در محل احداث ساختمان به فنداسیون جوش داده می شود و همچنین دیوارها و سقف به هم جوش داده می شوند و ساختمان با پانل های سبك برپا می شود. سپس در همان محل دیوارها و سقف و محل، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشی می شوند. بتن از طریق پمپ، با فشار هوا به پانل ها پاشیده می شود كه اصطلاحاً آن را "شات كریت" گویند. استفاده از ساندویچ پنل بتنی نیز برای کاهش وزن و بهبود ویژگیهای عایق پذیری سازه بسیار اثربخش است.
مزایای كاربرد تكنولوژی سازه های پیش ساخته سبک
- كاهش متوسط میزان كاربرد میلگرد فولاد از 38 كیلوگرم در ساختمان هایLarge Panel و ساختمان سنتی به 34 كیلوگرم در روش سازه های پیش ساختة سبک
- كاهش استفاده از سیمان در هزینه های تمام شده ساختمان
- ده درصد كاهش در هزینه تمام شده ساختمان
- كاهش وزن ساختمان (بطور مثال فقط در بحث استفاده از فولاد 12 كیلوگرم در هر متر مربع زیربنا، كاهش وزن دیده می شود)
- كاهش زمان برگشت سرمایه از حدود 2 سال در شیوه سنتی به 5 الی 6 ماه در روش سازه های پیش ساخته سبک
- كاهش ضایعات مواد اولیه و استفاده بهتر از منابع ملی
- صرفه جویی در مصرف انرژی (به دلیل عایق بودن دیوارها، ناشی از كاربرد پل استایرن در پانل ها)
- افزایش عمر ساختمان و افزایش استحكام آن
- ایمنی بیشتر ساختمان در برابر زلزله
- كاهش میزان آلودگی های صوتی محیط
مهمترین ویژگی های ساختمان از پیش ساخته
- با توجه به سبک بودن مصالح مصرفی بار اضافی به سازه زیرین وارد نمی شود
- مشکلات و کثیف کاری بنایی سنتی که اغلب موجب بروز مشکل و نارضایتی ساکنین واحدهای زیرین می گردد وجود ندارد
- زمان اجرا بسیار کوتاه و سریع خواهد بود
- پس از اجرای نما، نمای طبقه اضافه شده با سایر طبقات زیرین کاملا یکسان و یکدست خواهد یود
- با اجرای یک سقف زیبا می توان شکوه خاصی به کل ساختمان بخشید
- کلیه الزامات استانداردهای مربوط به ساختمان برآورده میگردد
سیستم سازه های فولادی سبکLSF مناسب ترین روش برای ساخت ویلا در منطق مختلف است زیرا:
- مزیت اصلی این سیستم سرعت قابل ملاحظه در اجرای آن میباشد به نحوی که مدت زمان اجرای یک واحد ویلائی بصورت تمام شده حدود 60 روز کاری بر آورد میگردد.
- در این سیستم اجزا سازه ای، با اتصالات پیچی به هم متصل شده و تشکیل یک سیستم یکپارچه ساختمانی مقاوم در برابرزلزله را می دهد.
- با اجرای سقف با طرحهای جذاب و پوشش با پنلهای زیبا می توان جلوه خاصی به ویلا بخشید.
- با توجه به این که جنس تمام پروفیلها گالوانیزه است سازه در برابر خوردگی و زنگ زدگی بخصوص در هوای شرجی مثل نواحی شمالی و جنوبی کشور بسیار مقاوم خواهد بود.
- عایق های صوتی موجود در این سیستم موجب کاهش چشمگیر انتقال اصوات محیطی به داخل ساختمان و در نتیجه فراهم شدن بالاترین میزان آرامش و راحتی در فضای داخلی می گردد.
- تمام مصالح مصرفی در این سیستم دارای مقاومت بالا در برابر آتش می باشد.
- به دلیل استفاده از مصالح پیش ساخته و کوتاه بودن زمان نصب و حمل و نقل کم حجم، امکان ساخت ویلا در دورترین مکانهای کوهستانی و جنگلی فراهم می گردد.
