خانه امن کجاست ؟
در روشهای نوین صنعتی سازی نه تنها به مسئله مسكن بلكه به بهرهبرداری بهینه از مصالح، سرعت و كیفیت ساخت نیز توجه گردیده است. یكی از راههای بهینه كردن ایجاد مسكن استفاده از روش های ساخت و ساز صنعتی و یا نیمه صنعتی میباشد كه در اصطلاح فنی به آن بكارگیری مصالح پیش ساخته و نیمه پیش ساخته میگویند. در زمینه تولید مصالح نیمه پیش ساخته تكنولوژیهای بسیاری در كشورهای پیشرفته جهان ایجاد شده است. یكی از جدیدترین این روشها در زمینه ساخت، فنآوری و بهرهبرداری از چوب به عنوان رایجترین و فراوانترین مصالح موجود در طبیعت میباشد، بطوریكه در آمریكا، كانادا، اروپا (به ویژه در كشورهای اسكاندیناوی)، ژاپن، چین و چند كشور دیگر به عنوان یك سیستم بسیار پیشرفته و مطلوب مورد توجه قرار گرفته است. ایجاد مسكن بدین طریق برای بیش از یك میلیارد و پانصد میلیون نفر از مردم جهان خود گواه بر این مدعا میباشد. سبك سازی و مقاومت بالا در مقابل زلزله، سرعت در ساخت و بازگشت سریع سرمایه، عایقبندی و كاهش چشمگیر مصرف انرژی، عمر طولانی سازه بیش از یكصد سال، زیبایی و سازگار با اقلیمهای متفاوت، نداشتن نخاله ساختمانی و دیگر مزایا، خانههای چوبی را در ردیف خانههای زیبا و مورد اقبال در دنیا قرار داده است.
اطلاعات فنی خانه های پیش ساخته چوبی
اطلاعات فنی
سیستم ساختمانهای چوبی سبک یکی از روش های ساخت با امتیازات سازه ای و زیست محیطی ویژه می باشد. پژوهش های بسیاری در رابطه با اثرات زیست محیطی سازه¬ های چوبی توسط موسسه تحقیقات پایداری مواد و مصالح در کشور کانادا انجام شده است که نتیجه برتری چوب را نسبت به فولاد و بتن در مواردی چون عمر مفید مصالح، تولید، قابلیت کاربرد در محل احداث و ضایعات نشان داده است. علاوه بر امتیازات زیست محیطی ، ایمنی و سبک بودن سازه های چوبی در مواجه با زلزله عملکرد خوبی داشته است. ساخت و ساز ساختمانهای چوبی نوین در کشور امریکا در دهه 1840 آغاز شده است و تکامل این سیستم در کشور سوئد بگونه ساخت طبقه ای (Platform Framing) انجام گرفت و در دهه 1920 به کشور انگلستان و کشورهای دیگرگسترش پیدا کرده است.
سیستم ساختمانی قاب سبک چوبی یکی از پیچیده ترین سیستمهای ساختمانی است که تنها شامل اجرای درست سازه چوبی از نظر مقاومتی نمیشود بلکه رعایت همه اصول فیزیک ساختمان برای کارکرد آن ضروری است. در این سیستم محافظت سازه چوبی از عوامل مخرب محیط از قبیل رطوبت، قارچ ها، حشراتی که از چوب تغذیه میکنند، میکرو اورگانیزم ها، حرارت زیاد و آتش سوزی ضروری می باشد. شالوده این سیستم ساختمانی علاوه بر تحمل بار سبک سازه چوبی باید از نفوظ آب، رطوبت و حشرات به داخل سازه چوبی به نحو بسیار موثری جلوگیری به عمل آورد. طراحی و ساخت سیستم ساختمانی چوبی بر طبق استاندارد ها و آیین نامه های زیر می باشند:
* International Building Code-IBC 2006
* Minimum Design Loads for Building and other Structures (ASCE7-2005)
* National Design Specification for Wood Construction 2005,( NDS Code)
* National Design Specification Supplement 2005, ( NDS-S
ساختمانهای چوبی کاربرد و شناخت وسیعی در کشور های امریکا ، ژاپن ، کنادا و اروپا دارد. بطور کلی این سیستم بعلت سبک بودن در مناطق زلزله خیز بهترین سیستم ساختمانی به حساب می آید. موسسات و ارگانهای مهمی که در رابطه با سیستم ساختمانی چوبی می توان نام برد، به قرار ذیل می باشند :
* American Institute of Timber Construction, AITC
http://www.aitc.org
* American Forest and Paper Association, AF & PA
http://www.awc.org
* APA- The Engineered Wood Association
http://www.apawood.org
* American Lumber Standard Committee, ALSC
http://www.alsc.org
* International Codes Council, ICC (IBC Code)
http://www.iccsafe.org
* National Frame Builders Association, NFBA
http://www.postframe.org
* Canadian Wood Council, CWC
http://www.cwc.ca
سیستم سازه¬ای ساختمانهای چوبی در بیشتر کشور های دنیا در مناطق زلزله خیز برای ساخت ساختمانهای مسکونی و با ارتفاع معمولی استفاده می شوند. در کشور امریکا بیش از 80 درصد ساختمانها از سیستم چوبی ساخته شده اند.
ساختار خانه های چوبی
سیستم سازه¬ای ساختمانهای چوبی از مقاطع چوبی مختلفی ساخته میشوند. این نوع ساختمان جزء سازههای سبك شناخته شده است. در این نوع سیستم سازهای، مقاطع چوبی چهار تراش با قرارگیری در فواصل حدود 40 سانتیمتری و اتصال تختههای چند لایه چوبی و تخته های گچی (گچ برگ) بر روی آنها تشكیل یكسری دیوارهای باربر و برشی را میدهند.
سیستم خانه های سبک چوبی یک سیستم مدوله شده است که پنلهای دیوار و کف ها در کارخانه ساخته می شوند. در صورت امکان کلیه مسیر های عبور تاسیسات برقی و مکانیکی در کارخانه پیش بینی و تعبیه می شوند. سیستم ساختمانی اسکلتهای چوبی سبک بوده و در زمان کمی بر پا می شوند.
اجزاء اصلی تشکیل دهنده سیستم چوبی به شرح ذیل می باشد:
* فونداسیون (شالوده)
خانه های چوبی بسیار سبک هستند بگونه ای بعلت سبک بودن سقف و کفها ( وزن متوسط در هر طبقه بین 50 الی 80 کیلو گرم بر متر مربع ) ، نیروی وارد بر شالوده نواری بسیار کم می باشد. از این روی در ساختمانهای متعارف با اسکلت چوبی نیاز به فونداسیونهایی مانند خانه های سنگین وجود ندارد و فونداسیون این ساختمانها اغلب در ابعاد حداقل می باشد.. در صورت آماده سازی مناسب و تراکم 90% خاک زیرین ساختمان چوبی ، نشست چندانی در زمین زیر ساختمان اتفاق نمی افتد و در نتیجه انتظار نشست چندانی در زمین زیر ساختمان نمیرود. امروزه متداول ترین فونداسیون ها برای خانه های چوبی سه گونه میباشند، دال بتنی (شالوده گسترده) یا اسلب (Slab on Grade)، گربه رو (Crawl Space) و فونداسیون دارای زیر زمین (Basement). در هر سه نوع فونداسیون، شناژهای نواری که زیر دیوارهای باربر وبرشی قرار میگیرند. شناژ های نواری مناسبترین فونداسیون در این نوع سیستم ساختمانی میباشد و همچنین در صورت نیاز می توان از شناژهای تکی نیز استفاده نمود. طراحی فونداسیونها بر اساس نیروی ثقلی وارده و مقاومت خاک انجام میشود.
* فونداسیون گسترده کف بتنی، اسلب (Slab on Grade)
در این نوع فونداسیون که تمامی وزن ساختمان بر روی آن قرار گرفته و در عین حال کف ساختمان را نیز تشکیل میدهد. امروزه متداول ترین نوع شالوده برای خانه های چوبی میباشد. این شالوده در عین حال ساده ترین و ارزان ترین روش پی ریزی برای سیستم خانه های چوبی میباشد. ساختمان با قاب سبک چوبی بر روی سکویی یکپارچه بتنی که بطور معمول با شبکه ای از میل گرد عاج دار آهنی مسلح شده است قرار میگیرد. زیر دیوارهای باربر و برشی شنازهای نواری وجود دارد.
* فونداسیون با زیر زمین
شالوده دارای زیر زمین یکی از قدیمی ترین روش های پی ریزی است و از نظر نحوه استفاده بر دو نوع میباشد، شالوده با زیر زمین بسته که بطور کامل در خاک قرار گرفته و تنها از داخل ساختمان بدان راه باشد و شالوده با زیرزمین باز که دست کم یک ضلع آنرا خاک احاطه نکرده و به حیاط و یا به بیرون نیز راه داشته باشد. شالوده دومی برای زمین های شیب دار مناسب تر است. از آنجا که دیوار زیرزمین در مجاورت خاک قرارگرفته و پیوسته در خطر نفوذ آب و رطوبت قرار دارد، باید سطح خارجی دیوار عایق رطوبتی شده و پیرامون ساختمان کمی پایین تر از کف زیرزمین زه کشی شود. در مجاورت دیوار خارجی زیرزمین باید برای تخلیه بهتر آب، شن ریخته شود و در حدود 1.5 متر پیرامون ساختمان و در روی زمین با سیمان ویا لایه ای غیر قابل نفوذ در برابر آب و با شیب به خارج ساختمان پوشانده شود. دیوارهای زیرزمین بطور معمول از بتن و یا مصالح غیر آلی دیگر مانند بلوک سیمانی، آجر، بتن گازی و غیره ساخته میشود.
* دیوارهای خارجی :
دیوارهای باربر خارجی به تنهایی و گاهی به همراه دیوارهای باربر داخلی سازه باربر ساختمان چوبی را تشکیل میدهند. این دیوارها با قرار گرفتن وادارهای چهار تراش چوبی با فاصله معین از یکدیگر و به صورت قاب ساخته شده و بر روی پی بتنی ساختمان قرار میگیرند و با پیچای مهاری (Anchor Bolts) به فونداسیون متصل می شوند. برای ساختمانهای کم ارتفاع ابعاد این وادارها بطور معمول 4.5 در 10 سانتیمتر است که با فاصله مرکزی 40 سانتیمتر از یکدیگر قرار میگیرند. روی این قابها را از داخل با گچ برگ (ورق گچی) و از خارج با تخته های چندلا میپوشانند. نمای ساختمان میتواند نمای نیم آجر، لمبه چوبی و سمنت بوردهای افقی و سیمان بر روی شبکه فلزی، ورقهای فلزی، ورقهای پلیمری و یا هر محصول ساختمانی مناسب دیگری باشد. بین وادارها چوبی را با یک عایق حرارتی مناسب از قبیل پشم سنگ ، پشم شیشه یا پلی یورتان پر میکنند. بارهای ثقلی وارده به ساختمان از طریق این دیوارهای باربر، متشكل از وادارهای چوبی با مقطع چهارتراش به اصطلاح 4×2 (4.5cmx9cm) و یا 6×2 (4.5cmx15cm)، تیر دوبل بالای دیوار(Top Plate) و تیر زیرین دیوار(Sill Plate) به کف های چوبی و فونداسیون منتقل میگردد. دیوارهای باربری كه بااستفاده از تخته های چوبی چند لا، Plywood و یا OSB پوشش داده میشوند، نقش دیوارهای برشی را نیز در این نوع سازهها ایفا مینمایند. به لحاظ سیستم باربر جانبی، دیوارهای برشی تعبیه شده در بخشهای مختلف ساختمان (به خصوص دیوارهای جدار بیرونی ساختمان)، نقش جذب نیروی برشی جانبی وارده به ساختمان و انتقال آن به فونداسیون را دارا میباشند.
* سیستم کف-سقف
تیرهای سقف بگونه ای ساده بر روی دیوارهای باربر خارجی و یا داخلی با میخ، پیچ و اتصالات فلزی دوخته میشوند. سازه جداکننده طبقهها تشکیل شده است از تیرهای چهار تراش چوبی که با فاصله معینی که بطور معمول 40 سانتیمتر است قاببندی میشود. در قاببندی سقف در مواقع نیاز میتوان از تیر های خرپای چوبی استفاده کرد. سقف بوسیله تختههای چند لای(18 میلیمتر) بوسیله میخ به تیرها در فواصل معینی متصل شده و آن را میپوشانند و بر روی آن کفپوش مناسبی قرار میدهند. کف جدا کننده طبقات و دیوار بالایی آن سیستم تیرریزی سقفهای شیب دار سیستم کف سقف و بازشو راه پله طبق آیین نامه IBC2006 بخش 2301.2 می توان ساختمانهای چوبی را بروش تنش مجاز ASD, (Allowable stress Design) طراحی نمود. نیروهای وارد بر ساختمان برای طراحی در آیین نامه IBC2006 فصل 16 و ASCE7-05 ارایه شده است.
اتصالات
طراحی و اجرای صحیح اتصلات اهمیت زیادی در رفتار ساختمانهای چوبی دارد. اتصال ها مسیر عبور نیروهای ثقلی و جانبی و تمامیت سازه را تأمین می کنند. درساختمانهای چوبی برای اتصال اجزای گوناگون ساختمانی از انواع اتصالات فلزی و چوبی استفاده میشود. اتصالات بگونه ای متداول از نوع اتصالات خشک هستند، که بهصورت پیچ و مهره، پیچ چوب ساده، میخ ساده و یا میخ شلیکی، نبشی ها و اتصالات فلزی در اشکال بسیار متنوع، ورق های آهن گالوانیزه سوراخ دار و یا میخ دار اجرا میشوند.
برای اتصال های خرپایی و همچنین اتصال تیرها در جهت طولی به یکدیگر از ورق گالوانیزه میخ دار استفاده میشود.
آیین نامه National Design Specification For Wood Construction, NDS یکی از آیین نامه هایی است که برای طراحی اتصالات استفاده می شود.
ضرایب تنظیم :
چندین ضریب که در مقاومت اتصالات موثر می باشد در جدول 10.3.1 آیین نامه NDS لیست شده اند که عبارتند از:
* CM - ضریب رطوبت محیط – NDS جدول 10.3.3
* CD - ضریب مدت اعمال نیرو – NDS بخش 10.3.2 و جدول 2.3.2
* Ct - ضریب دما – NDS جدول 10.3.4
* Cg - ضریب اثر گروهی – NDS بخش 10.3.6 و فرمول 1-10.3
* C∆ - ضریب هندسی – NDS بخش 11.5.1
* Ceg - ضریب مقطع عرضی – NDS بخش 11.5.2
* Cdi - ضریب دیافراگم – NDS بخش 11.5.3
* Ctn - ضریب پاشنه ای میخ – NDS بخش 11.5.4
نما و نازک کاری
در سیستم خانه های سبک چوبی، قابلیت اجرای بیشتر نماهای متداول وجود دارد. در این سیستم میتوان از انواع ورقهای چوبی، سیمانی، فلزی، پلیمری و یا حتی نماهای بنایی مانند آجر یا سنگ استفاده کرد. در صورت اجرای نمای خارجی با مصالح و فراوردههای بنایی، باید نما را بوسیله بستهای فولادی و یا آهن گالوانیزه به سازه چوبی متصل کرد. این عمل برای انتقال نیروهای جانبی مانند باد به سازه چوبی است.
* نما :
نمای سیستم قاب سبک چوبی، از مصالح متنوع و گوناگونی میتواند تشکیل شود. صفحات تخته سیمانی و تخته چندلا، جزو متداولترین مصالح نمای سیستم میباشند، که مستقیماً با میخ و پیچ به اِستادها متصل میشوند. بعنوان نما همچنین میتوان از نیم آجر خود ایستا، شبکه فولادی با سیمان پاششی بر روی آن، ورق های پلیمری و یا فولادی استفاده کرد. در صورتی که از نمای آجری استفاده شود باید برای انتقال نیروی باد، با بست هایی دیوار آجری را به سازه چوبی متصل کرد.
* پوشش داخلی :
بعد از اجرای تاسیسات مکانیکی و الکتریکی و نصب عایق های حرارتی و رطوبتی ، سطح داخلی ساختمان با گچ برگ پوشانده می شود که بستر مناسبی را برای رنگ آمیزی ، بلکا ، کاغذ دیواری ، پنل های دکوراتیو و ... فراهم می کند .
* کاشی کاری :
در سرویس ها و جاهایی که نیاز به کاشی کاری دارد بعد از نصب گچ برگ مقاوم در برابر رطوبت (MR ) سطوح مورد نظر با دقت بالا عایق کاری می شود و سپس انواع کاشی ( با چسب یا ملات ) سطح نهایی را می پوشانند.
* سرامیک – پارکت :
عایق های صوتی با زیر سازی مناسب در کف طبقات اجرا می شود سپس کف ها می تواند با سرامیک یا پارکت پوشیده شود
* بام پوش :
پوشش نهایی سقف از اجزای بسیار مهمی است که در انتخاب آن باید دقت کافی به عمل آید. سبک بودن ، طول عمر ، امکان مرمت یا بازسازی ، زیبایی و ... از جمله نکاتی است که باید به آن توجه نمود. در مناطقی که دمای هوا زیر صفر نمی رود می توان از کاغذ های قیر اندودی که تحت پرس قرار گرفته اند استفاده کرد.و در مناطقی با دمای بسیار بالا یا بسیار پایین بهتر است از مصالح دیگر مانند ورق گالوانیزه با سنگ دانه یا ورق آلوزینگ با سنگ دانه استفاده کرد.