بررسی سیستم از نظر انرژی:
در پروژه‌هایی که با سیستم قاب بتنی پیوسته (قالب تونل فرم ) اجرا می‌شوند، در مصرف انرژی در دو مرحله از پروژه صرفه‌جویی می‌شود. نخست در مرحله اجرا و به طور عمده از نظر حمل و نقل و دوم در زمان بهره‌برداری از ساختمان در بخش حمل و نقل، صرفه‌جویی ناشی از کاهش تعداد دفعات تردد، به علت کاهش حجم قالب‌ها نسبت به ساختمان‌های بتنی متداول کاملاً چشمگیر و تأثیرگذار است.
صرفه‌جویی در مصرف انرژی در دوران بهره‌برداری از بنا به دلیل استفاده از تخته‌های گچی در جداره داخلی دیوارها و استفاده از عایق‌های حرارتی مناسب برای عایق‌بندی حرارتی بهینه در جداره خارجی ساختمان می‌باشد. یکی از مزیت‌های بناهای ساخته شده با این سیستم نسبت به سایر بناها، یکپارچگی و دقت ناشی از اجرای صنعتی جداره‌هاست. این امر سبب کاهش اتلاف انرژی از خلال درزهای ساختمان می‌شود. از سوی دیگر سطوح صاف و تراز جداره‌ها موجب سهولت اجرای لایه عایق می‌شوند.
بررسی سیستم از نظر عایق‌بندی صدا:
از آنجا که در سیستم قاب بتنی پیوسته (قالب تونلی) همه اجزا واجد یکپارچگی و انسجام هستند، گسترش صدای کوبه‌ای در آن، با سرعت بیشتری صورت خواهد گرفت. برای کاهش این مشکل، یک لایه 5 سانتیمتری پروپیلن، پیش از ریختن بتن کف طبقات و در زیر لایه بتن اجرا می‌شود. به این ترتیب مزاحمت ناشی از انتشار صدای کوبه‌ای کاهش می‌یابد. عایق‌بندی در برابر صدای هوابرد در این سیستم، همانند سایر روش‌های متداول ساختمانی انجام می‌شود.
بررسی سیستم بتنی قالب تونلی از نظر تأثیرات زیست محیطی:
امکان کنترل دقیق‌تر طراحی و عملیات اجرایی، دقیق‌تر بودن محاسبات و عملیات نظارتی، کاهش میزان نخاله ساختمانی ایجاد شده در سیستم قاب‌های بتنی پیوسته سبب کاهش آلودگی محیطی ناشی از این روش اجرایی در مقایسه با روش‌های متداول است. در این سیستم از مصالح مضر و یا خطرناک برای محیط زیست، استفاده نمی‌شود و می‌توان این روش را به دلیل عدم تأثیرات سوء بر محیط زیست به عنوان سیستمی مناسب ارزیابی کرد. همچنین این سیستم از لحاظ عمر مفید سازه‌ای، در زمره سیستم‌های پایدار قرار می‌گیرد که این امر در ارزیابی تأثیرات زیست محیطی این روش نكته‌ای مثبت تلقی می‌شود.
شایان ذکر است که این سیستم به دلیل استفاده گسترده از ، به عنوان یکی از مهم‌ترین مصالح مورد نیاز، از نظر زیست محیطی در این دیدگاه روش مطلوبی شناخته نمی‌شود. در سیستم قاب بتنی پیوسته (روش قالب تونلی)، به جای تیر و ستون از دیوارها به عنوان عناصر باربر استفاده می‌شود و سقف‌ها نیز همزمان با دیوارها به صورت دال بتنی درجا ساخته می‌شود.
با توجه به این نکته که تمامی دیوارهای خارجی و داخلی به طور همزمان اجرا می‌شوند و به نحو مناسبی با کف و سقف درگیر می‌شوند، دیوارها و دالهای بتنی کف به صورت یک مجموعه واحد در مقابل نیروهای جانبی مانند زلزله و باد عمل می‌کنند. این سیستم از شالوده بتنی درجا، دیوارهای باربر بتنی و سقف‌های بتنی اجرا شده در محل کارگاه، قاب‌ها یا پیش قاب‌های درها و پنجره‌ها که قبل از بتن‌ریزی در دیوارها نصب می‌شود و تجهیزات تأسیسات مکانیکی و الکتریکی کار گذاشته شده در دیوار و سقف تشکیل می‌شود.
برای اجرای کلیه قسمت‌ها، قالب‌های یکپارچه فلزی که در آنها تمام پیش‌بینی‌های لازم برای مسیرهای توزیع تأسیسات، در و پنجره و غیره به عمل آمده است، طراحی و ساخته می‌شود. دیوارها و سقف‌ها به صورت همزمان بتن‌ریزی می‌شود و پس از برداشت قالب، ساختمان آماده نصب سرویس‌ها و اجرای رنگ و نصب شیشه است. در این روش تمام دیوارها، سقف‌ها و جداکننده‌ها از بتن مسلح است و پس از قالب‌برداری از بتن هیچگونه عملیات بنایی در آن صورت نمی‌گیرد.
این سیستم که می‌تواند از انواع تولید صنعتی ساختمان محسوب شود، همانند یک خط تولید کارخانه‌ای عمل می‌کند. بدین ترتیب که عملیات ساختمانی به بخش‌های کوچکتر تقسیم می‌شود و تا حد ممکن از مزایای تولید صنعتی در این بخش‌ها استفاده می‌شود. به همین دلیل، تمامی اجزای کار با دقت قابل پیش‌بینی و برنامه‌ریزی است، در این روش مراحل مختلف عملیات ساخت مانند میلگردبندی، قالب‌بندی بتن‌ریزی و غیره، به صورت متوالی انجام می‌شود، به منظور هماهنگی هرچه بیشتر برای افزایش سرعت عملیات تا حد ممکن بخش‌هایی از کار به صورت پیش‌ساخته در کارگاه‌های جداگانه تولید می‌شوند و با انتقال به محل کارگاه در موقعیت خود قرار می‌گیرند.
این عمل سبب می‌شود تا حتی‌الامکان از تداخل عملیات اجرایی احتراز شود و پیش‌نیازهای مراحل مختلف اجرا در زمان مناسب فراهم شود. سرعت عملیات اجرایی را می‌توان متناسب با اهداف پروژه، با اضافه کردن تعداد قالب‌ها و نیروهای انسانی آموزش دیده افزایش داد. از مزایای اصلی این روش می‌توان به یکپارچه بودن سیستم سازه‌ای، اقتصادی بودن آن برای اجرای پروژه‌های مسکونی بلندمرتبه، کنترل کیفیت مناسب در محل کارگاه، تعبیه سیستم تأسیسات مکانیکی و برقی در حین اجرای سازه و تسریع در عملیات اجرایی نسبت به روش‌های اجرایی متداول اشاره کرد.
البته فراهم کردن تمهیدات لازم برای اجرای بتن‌ریزی یکپارچه دیوارها و سقف‌ها و رعایت کلیه مباحث مقررات ملی ساختمان به ویژه ضوابط مربوط به پایداری ساختمان در برابر نیروهای وارده، صرفه‌جویی در مصرف انرژی، مقاومت در برابر حریق و صدابندی ساختمان در مراحل طراحی و اجرای این روش اجرایی ضروری است.
نیاز به تجهیزات خاص و سنگین کارگاهی، محدود بودن دامنه فعالیت به دلیل سنگینی قطعات، هزینه قابل ملاحظه اولیه در تولید قطعات قالب‌ها، زمان قابل ملاحظه‌ای برای عمل‌آوری بتن و باز کردن قالب‌ها، نیاز به آموزش خاص نیروهای اجرایی و محدود بودن به سیستم‌های دیواری و سقفی را می‌توان از مهم‌ترین محدودیت‌های این سیستم برشمرد.
در روش قاب بتنی پیوسته، با توجه به لزوم وجود دیوارهای باربر، تأمین پارکینگ با محدودیت روبه‌رو است. تعداد طبقات بهینه در این روش، بین 8 تا 10 طبقه است. به علاوه صرفه اقتصادی در این روش اختصاص به پروژه‌های انبوه‌سازی دارد. در این روش عناصر سازه‌ای دارای وزن زیادتری بوده و وزن نهایی ساختمان نیز بیش از سایر روش‌هاست. استفاده از کاهش دهنده‌های انعکاسی و تمهیدات آکوستیکی برای جلوگیری از انتقال و انعکاس صدای ضربه‌ای، الزامی است. همچنین انعطاف‌پذیری اندک این سیستم باعث می‌شود در مواردی که رفتار انعطاف‌پذیر در برابر زلزله مورد نیاز است، به دلیل صلبیت زیاد، رفتار این سیستم مطلوب نباشد.
قابلیت بازیافت مصالح و عناصر مورد استفاده در این سیستم، همانند تمامی ساختمان‌های بتنی، با مشکلات فراوان روبه‌روست. با توجه به سنگین بودن قطعات قالب دیوار و سقف، وجود جرثقیل و دیگر امکانات سنگین برای نصب الزامی است. امکان تغییر ابعاد قطعات قالب، پس از تولید بسیار مشکل و پرهزینه است. دسترسی به مدارهای تأسیسات الکتریکی در دوره بهره‌برداری بسیار سخت خواهد بود.
این روش فقط برای پروژه‌های انبوه‌سازی قابل توصیه است و در پروژه‌های کوچک، فاقد توجیه کافی است. از آنجا که میزان مصرف فولاد در این روش کمتر از مصرف فولاد در سازه‌های بتنی متداول برای ساختمان‌های بلند است و نظر به این که امکان استفاده از جرثقیل سبب سرعت بسیار زیاد این روش در اجرای ساختمان‌های بلندمرتبه می‌باشد، توصیه می‌شود از این روش در ساختمان‌های بلندمرتبه و سازه‌های تکرار شونده استفاده شود.
از این روش می‌توان در ساخت مجموعه‌های مسکونی و صنعتی در مقیاس گسترده و انبوه با روش‌های تولید صنعتی ساختمان به خوبی استفاده کرد. رعایت ضوابطی به شرح زیر در مراحل طراحی و اجرای سیستم قاب بتنی پیوسته الزامی است (بخشی از این ضوابط در قسمت‌های قبل نیز مورد تأکید قرار گرفته است) :
- رعایت منظم بودن ساختمان در پلان و ارتفاع به منظور یکپارچگی و رفتار مناسب قاب‌های بتنی پیوسته در برابر زلزله لازم است.
- رعایت مقررات ملی ساختمان، استاندارد 2800 ایران و آیین نامه بتن ایران یا ACI318 – 05 و ویرایش‌های بعد از آن در طراحی این سیستم به عنوان ساختمان بتن مسلح از نوع دیوار باربر (با شیوه اجرای قالب‌های تونلی) ضروری است.
- رعایت حداقل مقاومت فشاری نمونه استوانه‌ای 25 مگاپاسکال برای بتن سازه‌ای و حداقل تنش تسلیم 400 مگاپاسکال برای میلگردهای مصرفی الزامی است.
- رعایت ضوابط مربوط به شکل‌پذیری متوسط و زیاد متناسب با لرزه‌خیزی مناطق مختلف ایران مطابق استاندارد 2800 الزامی است.
- اجرای این سیستم در کلیه پهنه‌های لرزه‌خیزی ایران (شامل مناطق با خطر نسبی کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد مطابق استاندارد 2800) حتی تا 15 طبقه (یا 50 متر ارتفاع از پایه) بلامانع است.
- در مراحل قالب‌برداری اجزای سازه‌ای باید مفاد به دقت رعایت شود.
- استفاده از مواد افزودنی شیمیایی (روان کننده، فوق‌روان کننده و افزودنی‌های تسریع کننده گیرش بتن) باید براساس مقررات ملی ساختمان و یا سایر مراجع معتبر بین‌المللی صورت گیرد.
همچنین نوع و میزان مصرف این مواد باید با درنظر گرفتن مشخصات فنی این مواد و شرایط اجرایی و اقلیمی کشور توسط دستگاه نظارت به دقت تعیین شود. - طراحی و اجرای جزئیات مناسب در محل اتصال دیوارهای غیرسازه‌ای به منظور عدم مشارکت در سختی جانبی سازه الزامی است.
- پیش‌بینی و مشخص کردن جزئیات دقیق مسیر لوله‌ها و محل نصب کلیه اقلام تأسیسات برقی و مکانیکی در مرحله طراحی و اجرا ضروری است.
- سطح مقطع اسمی دیوارهای سازه‌ای در هر جهت باید حداقل 3 درصد سطح زیربنای طبقه باشد.
- سطح مقطع اسمی دیوارهای سازه‌ای در هر جهت باید حداقل 80 درصد جهت دیگر باشد.
- رعایت در خصوص حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق و ضوابط مربوط به مقاومت جداره‌ها در مقابل حریق با در نظر گرفتن تعداد طبقات، ابعاد ساختمان، کاربری و عملکرد هریک از اجزای ساختمان ضروری است.
- رعایت ضوابط مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان در خصوص صدابندی هوابرد جداکننده‌های بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی کف‌های بین طبقات ضروری است.
- عایق‌کاری حرارتی جداره‌های خارجی ساختمان با رعایت ضوابط مبحث 19 مقررات ملی ساختمان الزامی است.
- رعایت ملاحظات ویژه در طراحی معماری، برای فراهم شدن امکان بستن و باز کردن قالب‌های تونلی ضروری است.
- در کلیه مراحل طراحی و اجرا باید تمهیدات لازم برای اجرای نازک‌کاری و نماسازی بر روی سطوح بتنی، (بدون تخریب و صدمه دیدن اجزای ساختمان و سازه) در نظر گرفته شود.
نام قالب تونلی ( قالب تونل فرم )به دلیل نحوه ی اجرای این سیستم و شکل قالب های فلزی آن و اجرای هم زمان دیوارها و سقف ها به آن اطلاق می شود. این روش که نوعی تولید صنعتی ساختمان بتن مسلح محسوب می شود، با نام های دیگری مانند ” سازه ی بتن آرمه با قاب پیوسته” یا “سازه بتن مسلح یکپارچه” نیز شناخته می شود. این روش ساخت سازه، بیشتر در بلند مرتبه سازی استفاده می شود. روش قالب تونلی ( قالب تونل فرم )، مانند دیگر روش های ساخت صنعتی، از چهار معیار مزیت کاهش زمان، کاهش هزینه ، ارتقای کیفیت و افزایش ایمنی کارکنان برخوردار است.
عناصر باربر در تونل فرم
در این سیستم از دیوارها به عنوان عناصر باربر استفاده می شود و سقف ها نیز به صورت دال بتنی درجا ساخته می شوند. با توجه به این نکته که تمامی دیوارهای خارجی و داخلی به طور همزمان اجرا می شود و به نحو مناسبی با کف و سقف درگیر می شوند.
ترکیب دیوارها و دالهای بتنی کف یک مجموعه واحد با یکپارچگی و انجام بسیار را تشکیل می دهند و در مقابل نیروهای جانبی باد و زلزله به خوبی رفتار می کنند. این سیستم به طور معمول از شالوده بتنی ، دیوارها و سقف های بتنی اجرا شده در محل کارگاه، قاب ها یا پیش قاب های درها و پنجره ها که قبل از بتن ریزی در دیوارها نصب می شود و تاسیسات مکانیکی و الکتریکی کار گذاشته شده در دیوار و سقف، تشکیل می شود.
برای اجرای کلیه قسمت ها، قالب های یکپارچه فلزی که در آن تمام پیش بینی های لازم برای مسیرهای توزیع تاسیسات، نصب در و پنجره و غیره به عمل آمده است، طراحی و ساخته می شود. دیوارها و سقف ها به صورت همزمان بتن ریزی می شود و پس از برداشت قالب، ساختمان آماده نصب سرویس ها، اجرای رنگ و نصب شیشه است.
به طور کلی تمام دیوارها، سقف ها و جداکننده ها از بتن مسلح بوده و پس از قالب برداری، هیچ گونه عملیات بنایی در آن صورت نمی گیرد. مزایا (شاخص های برتر) اقتصادی و فنی روش های صنعتی تولید ساختمان که از مزایای روش قاب بتنی پیوسته ( قالب تونل فرم ) نیز محسوب می شود، شامل موارد زیر است:
مزایای قالب تونل فرم
1- سرعت ساخت
2- کاهش هزینه ساخت
3- بازگشت سریعتر سرمایه
4- افزایش طول عمر ساختمان
5- کاهش اتلاف مصالح
6- کاهش نیروی انسانی
مزایای فنی قالب تونل فرم
1- مقاومت بیشتر در برابر زلزله
2- امکان کنترل دقیق تر اجرا و رعایت کیفیت مورد نظر بر اساس استانداردها
3- قابلیت استفاده از مصالح پیش ساخته و یا نیمه پیش ساخته
4- امکان طراحی و ساخت مدولار
ویژگی های فنی قالب تونل فرم
1- یکپارچگی سیستم و رفتار مناسب لرزه ای آن به دلیل عملکرد جعبه ای سازه
2- تغییر ماهیت تمرکز تنش از حالت گره ای و متمرکز به صورت گسترده به علت تبدیل سازه از سیستم دال- تیر- ستون به سیستم دال – دیوار
3- عملکرد مطلوب سقف سازه به صورت دیافراگم صلب و قابلیت انتقال بارهای قائم و جانبی به دیوارها
4- افزایش درجه نامعینی سازه و تأخیر بیشتر در تشکیل لولاهای خمیری در اعضاء و در نتیجه قابلیت تحمل بیشتر نیروها و لنگرها
5- تقارن سازه ای و منظم بودن ساختمان در مقطع و پلان
مشخصات سیستم قالب بندی تونل فرم
برای اجرای ساختمان های قاب بتنی پیوسته از نوعی سیستم قالب بندی فلزی استفاده می شود که قالب ها با وجود بزرگ بودن، به سرعت بسته شده و با دقت در محل خود اجرا می شوند و علاوه بر آن دوام بیشترو کیفیت بهتری دارند. مهمتر از همه امکان تکرار یک دور کامل اجرا در 24 یا 48 ساعت ( با توجه به تعداد واحدها در یک طبقه ) است که در هیچ یک از سیستم های قالب بندی فلزی و چوبی متداول امکان آن وجود ندارد.
این سیستم قالب بندی نسبت به سایر سیستم ها، از نظر تعداد درز تفاوت های زیادی دارد. برای مثال در این سیستم سطوح تا 20 مترمربع به طور یکپارچه بدون درز پوشانده می شوند.
جابجایی تونل فرم
قطعات بزرگ و سبک دیوارهای خارجی و داخلی، با سرعت زیاد به وسیله جرثقیل برجی در محل خود قرار داده شده و توسط پیچ به یکدیگر متصل می شوند. به طور مثال طی 5 ساعت، یک مجموعه قالب برای اجرای دو واحد مسکونی 84 مترمربعی بسته می شود.
چند بار می توان از قالب تونل فرم استفاده نمود ؟
فرم لبه های قالب در سقف و جزئیات اتصال آنها به ریل ها و دیواره ها در کناره سقف ها، کیفیت بسیار خوبی را در بتن تمام شده ایجاد می کند. هر قالب در صورت نگهداری و تعمیر صحیح و به موقع، تا 200 بار قابل استفاده است و بعد از یک تعمیر اساسی، این روند دوباره تکرار می شود. قالب ها در این سیستم سبک تر از دیگر سیستم های قالب بندی هستند و وزن قالب دیوار و سقف به ترتیب برابر 68 و 48 کیلوگرم بر مترمربع است.
در این سیستم قالب بندی، قبل از بتن ریزی و بدون نشت دوغاب، کلیه اجزا مانند بازشو پنجره ها با جزئیات خاصی، در داخل قالب فلزی به طور کامل تثبیت می شوند. قابل ذکر است که به دلیل پیچیدگی نصب این نوع قالب ها، باید برای قالب بندی از نیروی انسانی آموزش دیده استفاده شود. استفاده از نیروی ماهر و متخصص علاوه بر کاهش زمان باعث کاهش هزینه و افزایش ایمنی می شود.
بررسی سیستم تونل فرم از نظر اقتصادی
از آنجا که این سیستم بر اساس ایجاد صندوقه های مقاوم بتنی شکل گرفته است، میزان مصرف بتن و میلگرد مهم ترین عامل در برآورد هزینه اجرای این روش است.
مهم ترین نکته ای که در این زمینه قابل ذکر است، امکان استفاده مجدد قالب ها و قطعات در یک دوره زمانی 24 ساعته است. این خصوصیت در بین اکثر سیستم های قالب بندی منحصر به فرد است. این مزیت منجر به کاهش تعداد قالب های مورد نیاز در پروژه، بدون افزایش مدت زمان اجرای آن یعنی کاهش هزینه ها خواهد شد. نکته دیگری که در زمینه این قالب ها قابل ذکر است، سبکی آنها نسبت به قالب های متداول است.
منبع: