تحقیقی درخصوص خطاهای دیده شده در سیستم های نمای شیشه ای
تعامل سیستم های تحمل بار سازه و بارنما در ساختمان های بلند
دسامبر 23, 2020
پرسش های متداول در صنعت نما( بخش دوم )
دسامبر 23, 2020
تحقیقی درخصوص خطاهای دیده شده در سیستم های نمای شیشه ای در درازمدت و بررسی دلایل آنها
از زمان رونق معماری در ساختمان ها از اوایل قرن بیستم ، مصالح ساختمانی نیز با تحولهای فراوانی روبه رو بوده اند.در این بین جداکننده های فضاهای بیرونی از فضاهای داخلی ( دیوارهای پیرامونی بناها ) به خصوص در ساختمانهای بلند از پیشرفت زیادی برخوردار بوده اند . دیوارهای آجری و بلوکهای سیمانی به مرور جای خود را با مصالح سبک ، ظریف ، مقاوم و با طراحی های دینامیکی و استاتیکی ، عوض نموده است .از جمله این مصالح نما از ترکیب شیشه و آلومینیوم می باشد که امروزه در بیشتر بناهای در حال ساخت از این مصالح در احجام زیاد استفاده می گردد. پوسته خارجی بناها از لحاظ کیفیت و کمیت باید از دوام طولانی همراه با عمر بنا برخوردار باشند. لیکن مطابق جدول شماره 1 عواملی باعث کاهش عمر مفید اینگونه بناها می باشد که با شناخت درست این ایرادات و رفع آنها کیفیت و طول عمر بیشتری در نماهای شیشه ای را شاهد خواهیم .
|
تاثیرات |
عوامل موثر |
مثال |
|
اثرات مکانیکی |
جاذبه زمین – مقاومت پیچشی- انرژی جنبشی- لرزش و صوت |
باد، برف و باران-یخزدگی – انبساط و انقباض- ضربه و لرزشهای ناشی از ترافیک سنگین |
|
اثرات الکترومغناطیسی |
تشعشعات- الکتریسیته- مغناطیس |
آفتاب ویا اشعه های حاصل از تابش آفتاب (UV)-پرتوهای رادیواکتیو-رعدوبرق- فضاهای مغناطیسی |
|
اثرات حرارتی |
تغییرات دمایی شدید |
درگرما و سرما-حرارت- آتش سوزی |
|
اثرات شیمیایی |
آب وحلالها- اکسیدشدن-اسیدها-مواد قلیایی- نمک مواد شیمیایی |
رطوبت هوا-آبهای سطحی- موادشوینده شیمیایی- سفیدکننده ها-مدفوع پرندگان- نیترات-فسفات-کلراید روغنها-جرم گرفتگی ( شوره ) |
|
اثرات بیولوژیکی |
گیاهان – میکروبها- حیوانات |
باکتریها- قارچها-ریشه های گیاهان-حیوانات جونده – کرمها - پرندگان |
کیفیت نماهای شیشه ای فقط تاثیر بر روی بهره برداران نداشته ، بلکه تاثیر مهمی نیز برروی کیفیت کلی و عمر بنا خواهد داشت.بنابراین در سیستم های نمای شیشه ای عواملی که تاثیرات نامطلوبی بر کاربری درازمدت این نوع سیستم ها دارند می بایست شناسایی شده و نسبت به رفع آنها و یا به حداقل رسانیدن آنها اقدام گردد.
دراین مطالعه و تحقیق عومل موثر مطرح شده از مرحله طراحی این سیستم ها تا اجرای آنها و حتی پس از بهره برداری مورد بررسی قرار گرفته است.
البته کارایی سیستم های نمای شیشه ای در ابتدا توسط مراجع ذی صلاح تست و کنترل می گردد. ولی این بدین معنی نیست که این تستها در شرایط زمانی و مکانی پروژه و بهره برداری نامناسب و عدم نظارت متناوب نیز در درازمدت نیز قابل استناد باشند.
لذا به این دلیل برای تولیدکننده ها و مجریان این نوع سیستم ها دانستن عوامل موثری که در طول زمان تاثیرات منفی در کاربری سیستم خواهند داشت بسیار مهم می باشد.
دراین تحقیق نماهای اجرا شده مابین سالهای 1996 تا 2012 در 29 ساختمان که توسط شرکتهای مختلف اجرا شده است بعنوان نمونه آماری مورد بررسی قرار گرفته اند.
نتایج بدست آمده براساس عوامل تاثیرگذار ، دلایل عوامل تاثیرگذار و کارایی نماها دسته بندی شده اند. این نتایج براساس عواملی از جمله نفوذ آب ، نفوذ هوا و تغییرات استاتیکی اسکلت این گونه نماها صورت گرفته است.البته بایستی توجه نمود که این مطالعه آماری در بازه زمانی محدود و در منطقه جغرافیایی محدود انجام شده است.
نحوه مطالعه
نحوه انجام این مطالعه براساس آنالیز عوامل موثر و استانداردهای پایه ای سیستم نماهای شیشه ای می باشد- نماهای شیشه ای 29 ساختمان در شهر استانبول کشور ترکیه مورد بررسی دقیق قرار گرفته اند ، نام این ساختمانها بیان نشده ولی نوع نما – سال ساخت و نحوه نگهداری بنا در حین بهره برداری در سالهای بعد از اجرا مورد بررسی بوده است. فاکتورهای مهم موثر در نماهای شیشه ای بر روی این ساختمانها مورد توجه قرار گرفته و نتایج این مطالعات مشخصگردیده است.
ایرادات قابل مشاهده در نماهای شیشه ای براساس طراحی سیستم- تولید پروفیل- مونتاژ و نصب سیستم و نگهداری در حال بهره برداری از نمای شیشه ای تقسیم بندی می شوند ، در این بین در بررسی این موارد فاکتور کنترل و نظارت در هنگام تولید پروفیل ، مونتاژ ، نصب و نگهداری از نمای شیشه ای در حال بهره برداری نیز بسیار با اهمیت می باشد.هم چنین عوامل محیطی محل اجرای نماهای شیشه ای نیز می بایست در بررسی ها لحاظ گردد.
1-1- خطاهای ناشی از طراحی نمای شیشه ایاین بخش نیز به دو قسمت طراحی سیستم نما براساس مبانی از منظر معماری و طراحی براساس مبانی از منظر محاسبات استاتیکی ( مهندسی ) قابل تقسیم می باشد.
در قسمت مربوط به ایرادات طراحی ( معماری ) می توان به فرم نمای شیشه ای ، طراحی جزئیات و اتصالات نما به بنای اصلی- طراحی جزئیات نمای شیشه ای و عدم هم پوشانی موارد فوق با سازه اصلی اشاره نمود.
در قسمت مربوط به ایرادات محاسبات استاتیکی ( مهندسی ) می توان به نحوه محاسبه و انتخاب المانهای اصلی و باربر سازه نما و نحوه انتقال صحیح بارهای وارده، نحوه امکان حرکت صحیح و مناسب سازه نما می توان اشاره نمود.
در این خصوص بررسی و محاسبه صحیح سازه اصلی نما براساس نیروهای وارده و اعمال ضرایب احتیاطی براساس موقعیت جغرافیایی و محیطی بنا نیز بسیار قابل توجه است.
پروفیلها قطعا باید براساس استانداردهای رایج و توصیه شده تولید شوند و می بایست نظارت بسیار دقیقی در این خصوص انجام شود. دقت در تدارکات تهیه پروفیلها ( تامین بیلتهای آلومینیومی ) در این بین بسیار مهم می باشد. تولید محصول در شرایط استاندارد و نحوه صحیح جابه جایی و محل نگهداری محصول نیز از فاکتورهای قابل توجه می باشد. هم چنین در هنگام تولید شیشه های دوجداره در کارخانه تولید شیشه دو جداره –عدم رعایت استانداردهای این صنعت از جمله چسب مناسب ، و نحوه انجام پروسه دوجداره نمودن شیشه یکی از نمونه های بسیار بارز در به وجود آمدن ایرادات منتهی به سازه اصلی و کلیت نمای شیشه ای است.
روش اجرای نماهای شیشه ای اهمیت بسیار بالایی در کارایی مراحل قبل دارد . هرچند طراحی درست – محاسبات مهندسی صحیح و پروفیل و قطعات و اتصالات متناسب فراهم گردند ، ولی عدم دقت و مهارت کافی در اجرا و مونتاژ موارد فوق، کارایی مراحل قبلی را کم اثر خواهد نمود.
مونتاژ و اجرای ناصحیح صدمات غیرقابل جبرانی را بعضا در اینگونه سازه ها ایجاد می نماید. عدم اجرای درزهای انقباض و انبساط متناسب با طراحی سازه نیز از جمله خطاهای رایج در اینگونه سازه ها می باشند.
استفاده از نیروهای ماهر و حرفه ای در بدست آمدن نتایج مطلوب در درازمدت از اهمیت خاصی برخوردار است. در اجرای نماهای شیشه ای با سیستم استیک که مونتاژ قطعات و اتصالات در محل پروژه انجام می شوند،در صورت عدم استفاده از گروه اجرایی و نظارتی ماهر ممکن است در درازمدت ایراداتی به وجود آید.
عدم نگهداری صحیح از نمای شیشه ای اجرا شده در حین بهره برداری، در درازمدت می تواند باعث به وجود آمدن خطاهایی گردد. به عنوان مثال : باز ماندن بازشوهای نمای شیشه ای به مدت طولانی و مداوم باعث از رگلاژ خارج شدن لولاها و در نتیجه نفوذ آب و هوا خواهد شد.
برای افزایش عمر و بهره وری بدون ایراد از نماهای شیشه ای می بایست سیستم رسیدگی به نما هم زمان با اتمام نصب وارد عمل گردد.این مراقبت می بایست توسط افراد ذی صلاح و ماهر در امر نگهداری نما انجام شود ، و با انجام بازرسی های دوره ای مداوم نسبت به رفع ایرادات به وجود آمده اقدام گردد.
البته در حین انجام بازرسی و رفع ایرادات احتمالی موجود باید دقت نمود منجر به ایجاد ایرادات جدید نگردیم.
همانگونه که ذکر گردید بازرسی یکی از فاکتورهای مهم می باشد. بازرسی و نظارت از زمان طراحی سیستم شروع و تا پس از بهره برداری ادامه پیدا می کند.
نحوه اتصال سازه نما با سازه اصلی بنا براساس نوع سیستم اجرایی – نوع سازه اصلی بنا و بررسی رفتار سازه ای بنا بسیار مهم است و در صورت عدم همپوشانی موارد فوق ایراداتی را در درازمدت و پس از بهره برداری شاهد خواهیم بود.نحوه اتصال سازه های باربر نمای شیشه ای به سازه اصلی بنا و اتصالات افقی که نقش نگهداری شیشه و آب بندی و هوابندی را نیز بعهده دارند در این قسمت بسیار مهم می باشند. در این تحقیق خطاهای حاصل از ترکیب سه گانه شامل: اتصالات اصلی سازه نما - آببندی - محاسبات صحیح سازه باربر دیده شده است.
همچنین خطاهایی در درازمدت می تواند بدلیل ضعف های اجرایی در تولید شیشه دوجداره – انبساط و انقباض های حرارتی سازه– شکست شیشه ها بدلایل سازه ای و بادهای با سرعت بالا – به وجود بیایند. واشرهای آب بندی و هوابندی نیز در درازمدت و در عمر مفید و طولانی نماهای شیشه ای نقش موثر دارند.
وجود رطوبت بالای محیط از اینگونه عوامل می باشند ، همچنین حرارت بالای محیط به عنوان مثال : تابش نور خورشید و حرارت ناشی از این تابش و یا سرمای شدید و یخزدگی نمای شیشه ای در درازمدت تاثیرات بسیار عمیقی بر نما دارند. البته تاثیرات Uv ( اشعه های مضر ) نورخورشید نیز به تغییر رنگ پروفیلها و بوجود آمدن ایراداتی در واشرها منجر می گردد. همچنین زلزله خیزی منطقه و لرزشهایی متناوب در طی سالیان طولانی نیز از عوامل قابل توجه هستند.
این بررسی بر روی 29 ساختمان که مابین سالهای 2012-1992 بهره برداری شده اند انجام شده است. این 29 ساختمان به ترتیب زیر هستند: 12 ساختمان اداری –5 هتل – 4 مرکز تجاری –3 برج مسکونی – 2 ساختمان آموزشی و 3 ساختمان مرکز هنری از این 29 ساختمان نمای8 ساختمان به صورت یونیتایز و 15 ساختمان به صورت استیک و 2 ساختمان تولید در کارگاه اجرا گردیده و در 4 ساختمان سیستم اسکای لایت اجرا شده است. در تمامی این ساختمان ها – تاریخ های بهره برداری و نگهداری از بنا در ادوار مختلف تثبیت شده است و نتایج به دست آمده در این خصوص بسیار حائز اهمیت می باشند. تعمیم نتایج به دست آمده و رفع ایرادات احتمالی در این خصوص برای تمامی تولید کننده ها و مجری ها و استفاده کننده ها از این ساختمان ها قابل اتکاء می باشد.
توضیحات کلی درخصوص این مطالعههمانگونه که توضیح داده شد این مطالعه علاوه بر بررسی موارد مطروحه فوق از سه جهت مهم و حائز اهمیتمی باشد. همراه با این درجه بندی، در سیستم های نماهای شیشه مختلف ( یونیتایز – استیک ) هم مقایسه هایی صورت گرفته است و نتایج حاصل از ایرادات و خطاهای ناشی از هرکدام مطرح شده است . 2-1-در بررسی عوامل چندگانه (طراحی – تولید – اجرا – بهره برداری نگهداری و نظارت مداوم)نتایج حاصله بشرح زیر می باشد.
87 درصد خطاها مربوط به اجرای سازه نما و 13درصد مربوط به سازه اصلی می باشد. البته خطاهای ناشی از سازه اصلی تاثیر بسیاری بر روی خطاهای اجرایی دارند. به عنوان مثال : محاسبات ضعیف لرزه ای ساختمان تاثیر مستقیم بر محاسبات لرزه ای نمای شیشه ای دارد هرچند محاسبات مربوط به نمای شیشه ای دقیق و کامل باشند.
در بررسی ساختمانها و درجه بندی سیستم های اجرایی آنها خطاهای حاصل از زمان اجرا و عمر نماها به صورت زیر می باشد( این موارد در 29 ساختمان انتخابی در تحقیق بررسی شده است ) نفوذ هوا – شکست شیشه – نفوذ آب- خرابی یراق آلات- خطاهای ناشی از اجرای سازه آلومینیومی – خرابی بازشو ها – خطاهای ناشی از خمیدگی و یا پیچش المانهای افقی و یا عمودی سازه آلومینیومی از جمله موارد بارز بوده است.
32 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای قابل مشاهده در سازه نما بوده اند.18 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای ناشی از نفوذ آب و هوا بوده اند.
18 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای ناشی از استفاده ناصحیح از محصول بوده اند.
16 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای ناشی از باز و بسته شدن مداوم بازشوها بوده اند.
7 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای ناشی از سازه آلومینیومی بوده اند.
5 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای ناشی از پیچش و خمیدگی بوده اند .
2 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای ناشی از بار باد بوده اند.
2 درصد موارد بررسی شده تاثیرات خطاهای ناشی از حفاظت و نگهداری بوده اند.
آنچه قابل توجه در این تحقیق می باشد بیشترین خطاهای دیده شده مربوط به نفوذ هوا و آب و مجموعه عوامل تاثیرگذار در سازه نگهدارنده نمای شیشه ای می باشند. درنماهای شیشه ای که دارای بازشوها هستند خطاهای قابل توجه مشاهده شده است و همچنین خطاهای موجود درسیستم اجرایی استیک از سیستم اجرایی یونیتایز بیشتر می باشد. البته تابش مستقیم آفتاب و بار ناشی از فشار باد به بیشترین خطاها دراین نوع سازه ها منجر می شوند. تابش آفتاب شدید مستقیم به نما باعث خطاهایی در سیستم واشربندی سازه و شکست شیشه ها می باشدو وزش بادهای شدید و مداوم باعث خطاهایی در سازه اصلی ( آلومینیومی ) نمای شیشه ای می گردد. آنچه مسلم است توجه به نتایج مذکور موجب استفاده مطلوب و طولانی مدت از این نوع نماها در بناها خواهد بود. و البته مهمترین موضوع نگهداری و نظارت متناوب این نوع نماها پس از بهره برداری می باشد.
منابع:
1- pROF .DR .ASLihantavil- 2016
2- pROF. DR .OGvzcemcelik - 2016
3- eliftuGbayalaz- 2016
(نماهای شیشه ای 2012)-تکنولوژی ساختمان-وزارت علوم ترکیه 4-
