پنل بتنی دیوار چیست و از چه زمانی به‌وجود آمده است؟

بتن سبک با ریخته‌گری بتن در قالب یک‌بار مصرف یا قالب قابل استفاده مجدد ساخته می‌شود و سپس برای نصب به محل ساخت‌و‌ساز منتقل می‌گردد. استفاده از پنل‌های بتنی ازپیش‌ساخته به اوایل قرن بیستم باز می‌گردد، زمانی که این قطعات برای اولین‌بار در ساخت پل‌ها و سایر سازه‌ها استفاده شد. در دهه 1950، استفاده از پنل بتنی دیوار در ساخت‌و‌سازهای مسکونی و تجاری آغاز گردید.

امروزه پنل‌های بتنی ازپیش‌ساخته به‌دلیل مزایای فراوانی که دارند محبوبیت فزاینده‌ای پیدا کرده‌اند. آنها در محیط کارخانه ساخته می‌شوند و هزینه کمتری دارند. بتن سبک مقاوم در برابر آتش و بادوام است و به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارد.

انواع پنل سبک بتنی برای قسمت بیرون ساختمان

به‌طور کلی، چهار نوع بتن سبک برای بیرون ساختمان استفاده می‌شود:

• روکش یا دیوارهای پرده‌ای (Cladding or curtain walls)

• واحدهای دیواری باربر (Load-bearing wall units)

• دیوارهای برشی (Shear walls)

• قالب برای بتن ریخته‌گری در محل (Formwork for cast-in-place concrete)

روکش یا دیوارهای پرده‌ای رایج‌ترین نوع پنل بتنی دیوار برای پوشش‌های ساختمان هستند. این نوع پانل‌های بتنی پیش‌ساخته بارهای عمودی را منتقل نمی‌کنند؛ بلکه فقط سطح را پوشش می‌دهند. آنها برای مقاومت در برابر باد و نیروهای لرزه‌ایِ ایجاد‌شده توسط وزن خود و نیروهای مورد نیاز برای انتقال وزن پانل به تکیه‌گاه طراحی شده‌اند. انواع معمولی شامل پانل‌های دیوار، واحدهای دیوار پنجره، اسپندل‌ها، مولیون‌ها و پوشش‌های ستون می‌باشد. این واحدها می‌توانند هرکدام به صورت جداگانه حذف شوند.

روکش یا دیوارهای پرده‌ای (Cladding or curtain walls)

یونیت‌های دیواری باربر در مقابل بارهای وارده از سایر عناصر مقاومت می‌کنند و نمی‌توانند بدون تأثیر بر استحکام یا پایداری ساختمان حذف شوند. این نوع پنل بتنی دیوار شامل پانل‌های دیواری معمول، دیوارهای پنجره و پانل‌های اسپندل هستند.

واحدهای دیواری باربر (Load-bearing wall units)

پنل بتنی دیوار برشی پیش‌ساخته برای مقاوم‌سازی در برابر بار جانبی، در صورت ترکیب با عملکرد دیافراگمی کف ساختمان استفاده می‌شود. اثربخشی دیوارهای برشی پیش‌ساخته تا حد زیادی به اتصالات پانل به پانل بستگی دارد.

دیوارهای برشی (Shear walls)

در برخی موارد از بتن سبک به‌عنوان قالب برای بتن ریخته‌گری در محل استفاده می‌شود. پانل‌های پیش‌ساخته، زیبایی ظاهری سیستم را برعهده می‌گیرد؛ در‌حالی‌که بخش ریخته‌گری در محل، اجزای ساختاری سیستم را فراهم می‌کند.

اتصالات مورد استفاده برای پنل سبک بتنی

اتصالات پنل بتنی دیوار، جزء مهمی از این سیستم است. سازندگان از انواع مختلفی از اتصلات و لنگرها استفاده می‌کنند. هدف اولیه انتخاب و استفاده از این اتصالات، انتقال بار به سازه نگهدارنده و ایجاد پایداری است. معیارهای مورد استفاده برای طراحی اتصالات مورد استفاده برای پنل بتنی دیوار شامل موارد زیر است:

• استحکام و قدرت

• شکل‌پذیری

• ماندگاری

• مقاومت در برابر آتش

• قابلیت نصب صحیح در محل

ویژگی‌های عملکردی در پنل سبک بتنی

بتن سبک، به‌دلیل ویژگی‌های ساختاری خاصی که دارد می‌تواند در برابر حرارت، رطوبت، آتش، صدا و.... مقاومت کند. البته برخی از این ویژگی‌ها با خواص پنل ساخته‌شده در محل تفاوتی ندارد. ویژگی‌هایِ عملکردی پنل بتنی دیوار به‌شکل زیر حاصل می‌شوند:

عایق حرارتی

پانل‌های دیواری پیش‌ساخته ویژگی‌های عایق حرارتی خود را عمدتاً از مقدار عایق قرار داده‌شده در حفره یا داخل دیوار پشتیبان، که معمولاً یک دیوار ناودانی فلزی است، به‌دست می‌آورند.

حفاظت در مقابل رطوبت

متداول‌ترین سیستم حفاظت رطوبتِ مورد استفاده در پنل بتنی دیوار، یک سیستم مانع است که دارای آب‌بندی می‌باشد. در برخی موارد که نیاز به حفاظت بیشتر در برابر رطوبت است، از سیلر یا پوشش بتنی نیز استفاده می‌شود. در صورت استفاده از سیلرها، این موارد می‌توانند شفاف یا دارای رنگدانه باشند. این پوشش‌های اضافی روی بتن، معمولاً کارایی بالاتری دارند، اما تأثیر قابل‌توجهی بر ظاهر پنل بتنی دیوار می‌گذارند.

ایمنی از آتش

سیستم‌های پنل بتنی دیوار پیش‌ساخته هیچ‌ فرقی در مقاومت به آتش نسبت به بتن ریخته‌گری‌شده در محل ندارند. در واقع، برای ساختمان‌های بلند، پانل‌های بتنی پیش‌ساخته می‌توانند در صورت وقوع آتش‌سوزی و آسیب به اتصالات پانل، سبب سقوط پنل بتنی دیوار شده و خطرات ایمنی جدی را ایجاد کنند.

ویژگی آکوستیک

یک پنل بتنی از پیش ساخته و یک دیوار ساخته‌شده در محل، هر دو عملکرد مشابهی را در مورد انتقال صدا از بیرون به داخل ساختمان دارند. با این حال، اتصالات باز، بین پانل‌های آماده می‌تواند شرایطی را فراهم کند که در آن انتقال صدا به فضای داخلی افزایش یابد.

انواع پرداخت پنل سبک بتنی و چالش‌های آن‌ها

پانل‌های بتنی پیش‌ساخته مورد استفاده در دیوار دارای پوشش‌ها و پرداخت‌های مختلفی هستند.

اغلب پرداخت شامل سایش یا اصلاح سطح با سندبلاست، قراردادن در معرض سنگدانه، شستشوی اسیدی، چکش‌کاری یا تکنیک‌های دیگر می‌شود. هر یک از این پرداخت‌ها، چالش متفاوتی را در تولید یک پانل بتنی پیش‌ساخته ایجاد می‌کنند.

سندبلاست یک سطح بتنی می‌تواند سطحی ایجاد کند که مقاومت کمتری در برابر نفوذ رطوبت دارد. در نتیجه، در جایی که از این تکنیک برای تکمیل استفاده می‌شود، باید یک عملیات سطحی مانند سیلر در نظر گرفته شود.

از طرف دیگر یک پبتن سبک با سطحی که با اشکال هندسی مختلف معماری شده است، معمولا چالش‌هایی را در ساخت مخلوط بتن و قراردادن فولاد تقویت‌کننده ایجاد می‌کند. اشکال پیچیده‌تر در سطح پانل معمولاً به کار بیشتری در تولید مخلوط بتن، تکنیک‌های یکپارچه‌سازی بهتر و تعمیرات بیشتر سطح پس از تولید نیاز دارند. به‌طور خلاصه، هر چه ظاهر یک پانل بتنی پیش‌ساخته پیچیده‌تر باشد، فرآیند بررسی و تایید و برنامه کنترل کیفیت، چالش برانگیزتر است. به همین دلیل قیمت پنل سبک بتنی نیز افزایش می‌یابد.

دوام و نگهداری پنل بتنی دیوار

حتی در صورتی‌که سیستم‌های پانل بتنی پیش‌ساخته به‌درستی ساخته و نصب شوند، باز هم تا حدودی نیاز به تعمیر و نگهداری دارند. مهم‌ترین مورد نگهداری برای پانل‌های پیش‌ساخته، درزگیر در اتصالات و سیستم حفاظتی است. اگر برای زیبایی یا به‌حداقل‌رساندن نفوذ رطوبت از سیلر یا پوشش بتن استفاده شده باشد، سیلر یا پوشش هر چند وقت‌یکبار نیاز به تجدید دارد. زمانی که پس از آن سیلر و پوشش باید تجدید گردد، برحسب جنس و شرایط بین 7 تا 30 سال متغیر است.

مزایا و معایب استفاده از پنل بتنی دیوار

بتن سبک دارای مزایا و معایب مختلفی است. برخی از این مزایا و معایب به‌شرح زیر هستند:

مزایا:

• افزایش دوام: دیوارهای بتنی پیش‌ساخته به‌دلیل دوام بالای خود شناخته شده‌اند؛ زیرا در محیط‌های کنترل‌شده با مواد با کیفیت بالا ساخته می‌شوند. علاوه بر این، دیوارهای بتنی پیش‌ساخته با میله‌های فولادی تقویت می‌شوند. این ویژگی آنها را در برابر ترک‌خوردن یا شکستن مقاوم می‌کند.

• ساخت سریع‌تر: از آنجا که دیوارهای پیش‌ساخته خارج از محل تولید می‌شوند، می‌توان آنها را به‌محل ساخت‌و‌ساز تحویل داد و به‌سرعت نصب کرد. این بدان معنی است که فرآیند ساخت‌و‌ساز می‌تواند سریع‌تر تکمیل شود و هزینه‌های نیروی کار کاهش یابد.

• کنترل کیفیت بهبود یافته: احتمال نقص یا ناهماهنگی در ساختار یا ظاهر دیوار به دلیل ساخته‌شدن در یک محیط کنترل‌شده کمتر است.

معایب:

• گران‌تر از دیوارهای بتنی سنتی ریخته‌گری‌شده در محل: اگرچه دیوارهای بتنی پیش‌ساخته مزایای زیادی دارند، اما می‌توانند گران‌تر از دیوارهای بتنی سنتی باشند. دلیل آن هم این است که آنها به تجهیزات تخصصی برای حمل‌و‌نقل و جابجایی و همچنین، قالب‌های ویژه برای ساخت نیاز دارند.

• تجهیزات تخصصی حمل‌و‌نقل و جابجایی: پنل‌های سبک بتنی نیاز به تجهیزات تخصصی برای حمل‌و‌نقل و جابجایی دارند که می‌تواند بر هزینه کلی پروژه بیفزاید.

• محدودیت از نظر گزینه‌های سفارشی‌سازی: پنل‌های بتنی پیش‌ساخته، خارج از محل تولید می‌شوند. به همین دلیل ممکن است محدودیت‌هایی از نظر سفارشی‌سازی وجود داشته باشد. این محدودیت‌ها می‌تواند شامل محدودیت در اندازه، شکل و طراحی دیوار باشد.

پنل‌های بتنی دیوار چطور نصب می‌شوند؟

برای نصب دیوار بتنی از پیش‌ساخته معمولاً مراحل زیر انجام می‌شود.

• آماده‌سازی محل: منطقه‌ای که دیوار در آن نصب خواهد شد باید از هرگونه آوار یا مانع پاکسازی شود. همچنین، زمین باید تسطیح و فشرده شود تا پایه‌ای پایدار برای دیوار فراهم گردد.

• فونداسیون: باید فونداسیونی برای تحمل وزن دیوار ساخته شود. این فونداسیون ممکن است شامل ریختن یک پایه بتنی یا نصب یک سری پایه‌های بتنی باشد.

• نصب پانل دیواری: پس از قرارگرفتن فونداسیون، می‌توان پانل‌های دیواری را نصب کرد. این پانل ها معمولاً با استفاده از جرثقیل از جای خود بلند می‌شوند و پس از قرارگرفتن در محل با استفاده از پیچ و مهره یا لنگر روی پایه محکم می‌گردند.

• آب‌بندی مفصل: هنگامی که تمام پانل‌ها در جای خود قرار گرفتند، اتصالات بین آنها باید آب‌بندی شود تا از نفوذ آب یا رطوبت جلوگیری شود.

• تکمیل: در نهایت، دیوار را می‌توان با لایه‌ای از گچ‌کاری، رنگ یا سایر مواد تزئینی تکمیل کرد تا ظاهر آن زیباتر شود.

توجه به این نکته ضروری است که فرآیند نصب ممکن است بسته به نوع پنل دیوار بتنی و نیازهای خاص پروژه متفاوت باشد.