سیستم ساختمانی جدید (ICF) و مصالح نوین
سیستم بتن مسلح با عایق ماندگار (ICF) دیواری پرشونده با بتن هستند که قالب دیوارها دائمی بوده و بعد از بتن ریزی به عنوان جزئی از دیوار محسوب شده و بصورت عایق حرارتی عمل می‌کند. ICF یک سیستم قالب بندی برای سازههای بتن آرمه صفحه‌ای است که به طور دایمی در محل باقی می‌ماند. مزیت عمده این سیستم افزایش سرعت اجرا و مشکل عمده آن افزایش ضخامت دیوارها است. در این سیستم، قالب‌ها به صورت ماژول‌های پیش ساخته هستند. که در دو طرف دیوار قرار گرفته به وسیله اتصالاتی به یکدیگر وصل می‌شوند. این قالب‌ها متشکل از دو لایه پلی استایرن، یکی به ضخامت ۵۵ سانتیمتر در طرف داخلی و ضخامت متغیر از ۵ سانتیمتر به بالا در لایه بیرونی هستند که ضخامت لایه اخیر بستگی به میزان عایق حرارتی خواسته شده قابل افزایش است.
عملکرد حرارتی این سیستم بسیار خوب است. این عملکرد خوب، علاوه بر این، به علت وجود لایههای پلی استایرن، مدیون وجود بتن در لایه میانی است. ویژگی‌های این سیستم سبک بودن، سهولت نصب، سرعت اجرا، عدم وابستگی به تجهیزات و ماشین آالت متعدد، عدم نیاز به نیروی انسانی ماهر و متخصص و مهمترین ویژگی‌های آن افزایش سرعت ساخت، سهولت اجرا، کاهش هزینه ساخت، ایجاد سیستم ساختمانی منسجم و یکپارچه، استفاده بهینه از انرژی در ساختمان است.
ضوابط انتخاب فن آوری نوین ICF
ساختمان و اجزای آن به نحوی طراحی شود که دارای شکل پذیری مناسب باشد. عناصری که بارهای قائم را تحمل میکنند در طبقات مختلف بر روی هم قرار داده می‌شوند تا انتقال بار این عناصر به یکدیگر با واسطه عناصر افقی صورت نگیرد. عناصری که نیروهای افقی ناشی از زلزله را تحمل میکنند طوری طراحی می‌شوند که انتقال نیروها به سمت شالوده به طور مستقیم انجام می‌شود و عناصری که با هم کار میکنند در یک صفحه قائم قرار دارند. ساختمان طوری طراحی می‌شود که عناصر قائم (ستون) دیرتر از عناصر افقی (تیرها) دچار خرابی شوند (ستون قوی و تیر ضعیف) برای کاهش نیروی پیچشی ناشی از زلزله، مرکز جرم در هر طبقه به مرکز سختی آن طبقه منطبق یا فاصله آنها در هر یک از امتدادهای ساختمان از ۷ درصد بعد ساختمان در آن امتداد کمتر باشد. اعضا و قطعات غیر سازهای به ویژه قطعات نما و شیشه‌ها آن چنان طراحی و اجرا شوند که در هنگام وقوع زلزله از سازه جدا نشده و با فرو ریختن ایجاد خسارات جانی و مالی ننمایند. اعضای غیر سازهای به ویژه دیوارهای داخلی و نماها طوری اجرا شوند که حتی المکان مانعی برای حرکت اعضای سازهای در هنگام وقوع زلزله ایجاد نکنند در غیر این صورت باید اندر کنش این اعضا با سیستم سازهای در تحلیل سازه در نظر گرفته شود.
مزایای سیستم ساختمانی (ICF) نسبت به سازههای سنتی
- عایق حرارت، برودت و صوت بوده و ۵۷ درصد انرژی را حفظ می‌کند.
- ضد زلزله بوده و صلبیت بالایی در سازه وجود دارد و تمامی اعضای ساختمان به صورت یکپارچه عمل میکنند.
- سرعت ساخت بالایی دارد و با بریدن محصو‌لات تنوع در طراحی ایجاد می‌شود.
- تطبیق پذیر، همه کاره و کیفیت بالایی دارد و دارای استانداردهای ISO است.
- سبکی،شکل دهی آسان و ساده، توان باربری دیوار، ضد حریق، نگهدارنده
- دوستدار طبیعت است و مواد تشکیل دهنده آن عاری از فرمالدید و گازهای HCFC،CFC است.
- مناسب برای تمامی شرایط آب و هوایی و صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی
- کل ساختمان مقاوم در برابر زلزله، طوفان، سیل، آتش، کپک، قارچ، حشرات، تندباد و انفجار است.
مزایای سیستم ICF
- مقاومت بالا در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد صرفه جویی در مصرف انرژی (عایق حرارت، برودت، رطوبت و صوت)
- حداقل نیاز به نیروی انسانی متخصص
- سرعت اجرا
- سهولت اجراء
- انعطاف پذیری نسبی در قالب طرح‌های معماری
- امكان اجرا در اكثر شرایط آب و هوایی (خصوصاً مناطق دارای رطوبت نسبی بالا)
- سهولت اجرای تاسیسات برقی و مكانیكی
- مراحل نصب در محل كارگاه بدون ماشین‌های سنگین
- مزیت‌های زیست محیطی و فقدان مضرات اكولوژیكی
معایب سیستم ICF
- عدم تولید مواد اولیه اصلی مورد نیاز تولید بلوك‌ها (پلی استایرن كندسوز) در داخل كشور
- سنگینی وزن ساختمان
- امكان از بین رفتن لایههای پلی استایرن موجود در دو طرف دیوار بر اثر عوامل طبیعی و تاثیر حشرات و جوندگان
- وابستگی كامل به سیمان
- وابستگی به ماشین آلات و تجهیزات خارجی جهت تولید با سرعت و كیفیت بالا
طراحی و محاسبات ICF
طراحی و محاسبات قالب‌های عایق ماندگار (icf) بر اساس طراحی دیوارهای باربر برشی محاسبات دیوار، طول، ارتفاع، زاویه‌ها، بازشوها، میلگردهای آجدار طولی و عرضی، رعایت قوانین مربوط به قالب بندی و اجرا طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان انجام می‌گیرد.
مبحث ششم، اجرای این سیستم را تا ۷۱ متر ارتفاع مجاز می‌شمارد. حداکثر قطر شن مصرفی در این سیستم ۲۱ میلیمتر است. اسلامپ بتن در آن ۲۰ الی ۴۰ بوده و جهت ویبره این دیوارها از چکش پلاستیکی و ویبره شلنگی استفاده می‌شود. بر اساس مبحث نهم و آیین نامه آبا، انبار کردن بلوک‌ها بیش از ۳۱ متر مکعب روی هم غیر مجاز بوده و فاصله هر دپو از هم ۲۱ متر باید باشد.
قیمت و صرفه اقتصادی
سازههای اجرا شده با قالب‌های عایق ماندگار، با توجه به نوع ساخت و قالب، ارزانتر از سازههای معمولی و سنتی است. در مرور زمان این سازه‌ها ماندگارتر و قویتر و مستحکم‌تر شده و نیاز به تعمیرات و نگهداری در آنها به نسبت سازههای دیگر هیچ است. بعد از گذشت زمان در سوخت و برق این سازه‌ها صرفه جویی زیادی شده که خود دلیلی بر ارزانتر بودن این سازه‌ها است.
روش اجرایی سیستم ICF
آماده سازی فونداسیون
فونداسیون سیستم‌های icf عمدتاً از نوع فونداسیون نواری یا گسترده مشابه سازههای بتن مسلح معمولی بوده که می‌بایست شامل میلگردهای انتظار نیز باشد. زیر سازی رج اول قالب‌های icf مجاور فونداسیون باید با دقت کافی تراز شود تا قالب‌ها به نحو صحیح و به راحتی به یکدیگر متصل شوند.
چینش بلوک‌ها روی فونداسیون
بلوک‌ها را روی فونداسیون طوری قرار می‌دهند که برآمدگی نری آنها رو به بالا باشند و میلگردهای انتظار نیز از داخل بلوک‌ها رد شود. نری و مادگی‌های سر و ته بلوک‌ها را نیز داخل هم قرار داده و گوشه‌ها را نیز به همین روش قرار می‌دهند. تنظیم طول بلوک‌ها نیز توسط اره دستی امکان پذیر است.
آرماتور بندی درون بلوک‌ها
پس از چینش هر ردیف، یک یا دو ردیف میلگرد افقی نیز بر اساس نقشه سازه روی رابط‌های میانی بلوک‌ها قرار داده شده و با استفاده از قالب مفتول، آرماتورها به هم متصل میکنند.
استقرار پشت بند‌ها
پس از استقرار بلوک ها باید پشت بند های الزم با فواصل منظم برای تامین ایستایی دیوار در زمان بتن ریزی را اجرا نمود.همزمان با اجرای پشت بند ها ، سکو های برای سهولت بتن ریزی نصب می شود.ایستایی این سکوها توسط سازه پشت بند تامین می شود.
اجرای بازشوها
بازشوها (محل درب و پنجره‌ها) را نیز مطابق نقشه‌ها با بلوک مقطع بسته تا هنگام بتن ریزی ابعاد صحیح اجرا شوند.
بتن ریزی
بتن ریزی در دیوارها باید در لایههای افقی با ضخامت یکنواخت صورت گیرد و هر لایه قبل از ریختن لایه بعدی به طور کامل متراکم شود. میزان و سرعت بتن ریزی باید چنان باشد که هنگام ریختن لایه جدید لایه قبلی در حالت خمیری باشد.
انواع سیستم‌های قالب عایق ماندگار
- قالب عایق ماندگار مسطح عمودی
- قالب عایق ماندگار مسطح پانلی
- قالب عایق ماندگار بلوکی
- دیوار باربر با قالب‌های عایق ماندگار بلوکی پلی استایرن و نئوپور
- قالب ماندگار پلیمری – سیستمRBS
- قالب عایق ماندگار از جنس صفحات سیمانی حاوی تراشه‌های چوب (صفحات چوب- سیمانی)
- قالب عایق ماندگار از جنس بلوک‌های چوبی- سیمانی
قالب عایق ماندگار عمودی
شیوه اجرای قالب‌های ماندگار عمودی به عنوان زیر مجموعه‌ای از سیستم قالب ماندگار icf محسوب می‌شود. در این روش خرپاهای ویراندال ساخته شده از فولاد گالوانیزه عمود بر راستای دیوار و با استفاده از اتصالات درجا به وسیله ناودانی‌های ساخته شده از فولادهای گالوانیزه به شالوده متصل می‌شوند. پس از آن قالب‌های ماندگار از جنس PVC به شکل نوارهای نسبتاً نازک بریده می‌شوند و به صورت کشوئی در دو طرف محور دیوار و در فاصله بین دو خرپای ویاندال مجاور قرار می‌گیرند. آرماتورهای قائم محاسبه شده برای دیوار به صورت دستی در محل خود قرار گرفته و به خرپاها بسته می‌شوند. آرماتورهای افقی نیز روی اضلاع افقی خرپای ویراندال قرار گرفته و به آن بسته می‌شوند.
لازم به ذکر است سازه حاصل از این روش اجرا، از نوع دیوار باربر بتن مسلح بوده و با شرایط رعایت ضوابط مربوط به اتصالات عناصر سازهای به یکدیگر در شرایط شکل پذیری متنوعی قابل اجرا است.
قالب عایق ماندگار مسطح پانلی
این روش اجرا یکی از انواع شیوه‌های اجرای سیستم ICF است. در این روش قالب‌های ماندگار به صورت پانل‌های مستطیلی در کارخانه تولید و به کارگاه منتقل می‌شوند. این پانل‌های متشکل از دو لایه ورق پلی استایرن، مش میانی و آرماتورهای خرپایی برای نگه داشتن آرماتورهای افقی و عمودی تعبیه شده است.
سازه حاصل از این شیوه اجرا جزو سازههای دیوار باربر بتن مسلح محسوب شده و با شرط رعایت الزامات و ضوابط مندرج در آیین نامه‌های ملی و بین المللی در شرایط مختلف شکل پذیری قابل اجرا است.
قالب عایق ماندگار بلوکی
روش اجرای KBS یکی از انواع روش‌های اجرای سیستم ICF است. سیستم سازهای حاصل از این روش اجرا، یک سیستم سازهای دیوار باربر با دیوارهای برشی بتن مسلح بوده که محدودیت‌های آن مطابق استاندارد ۲۸۰۰ است.
در این روش قالب‌های عایق ماندگار به صورت پانل‌های مستطیلی در کارخانه تولید و به کارگاه منتقل می‌شوند. قاب‌های عایق ماندگار KBS متشکل از دو لایه ورق پلی استایرن به ضخامت‌های ۵ تا ۱۰ سانتیمتر بسته به محل استفاده هستند. برای اتصال لایههای پلی استایرن در ارتفاع از تیوب‌های پلی پروپیلن که در فواصل ۱۲/۵ سانتیمتری تعبیه شده‌اند، استفاده می‌شود. همچنین برای اتصال لایههای پلی استایرن طرفین به یکدیگر و تشکیل قالب از رابط‌های پلی پروپیلن و شبکه میلگرد طولی استفاده می‌شود. پس از استقرار قالب‌ها قسمت میانی آن مطابق محاسبات میلگرد گذاری شده و بتن ریزی می‌شود. در زمان بتن ریزی به منظور نگه دار قالب‌ها لازم است در فواصل ۱/۲ متری تا ۱/۷۵ متری پشت بند اجرا شود.
قالب بلوکی پلی استایرن و نئوپور
روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح دیوار باربر با قالب‌های عایق ماندگار بلوکی نئوپور و پلی استایرن یکی از انواع شیوه‌های اجرای سیستم ICF است.
سیستم سازهای حاصل از این روش اجرا، به عنوان سیستم سازهای دیوار باربر با دیوار های برشی بتن مسلح محسوب می‌شود. کاربرد این سیستم صرفاً در مناطق با خطر نسبی کم و متوسط و برای ساختمان‌های دارای اهمیت کم و متوسط تا حداکثر ارتفاع ۱۰ متر مجاز است. بدیهی است در صورتی که ضوابط شکل پذیری رعایت شود ضمن رعایت ضوابط مقاومت در برابر حریق حداکثر ارتفاع ساختمان بر اساس ضوابط آیین نامه ۲۸۰۰ ایران ۵۰ متر از تراز پایه است.
در این سیستم از قالب‌های عایق ماندگار بلوکی استفاده می‌شود. این بلوک‌های در ابعاد و ضخامت‌های مختلف با استفاده از پلی استایرن منبسط شوند کند و نئوپور تولید می‌شوند. برای اتصال طرفین قالب از رابط‌های فلزی استفاده می‌شود. اتصال این بلوک‌ها در ارتفاع و در طول با استفاده از کام و زبانه تعبیه شده در بلوک‌ها انجام می‌شود. در زمان بتن ریزی به منظور نگه داری قالب‌ها و ایجاد داربست برای اجرای طبقات بالاتر لازم است در فواصل مناسب پشت بند اجرا شود.
قالب ماندگار پلیمری
این سیستم یک روش برای اجرای ساختمان‌های بتن مسلح درجا از نوع دیوار باربر با استفاده از قالب‌های ماندگار مسطح پلیمری است. این قالب‌های پلیمری دارای طولی در حدود ۱۵ تا ۲۵ سانتیمتر و ارتفاعی برابر ارتفاع طبقه بوده و بسته به نیاز دارای ضخامت‌های مختلفی هستند.
از کنار هم قرار دادن قالب‌های مذکور به صورت کشویی یک قالب پیوسته برای دیوار بتنی شکل می‌گیرند. این قالب‌ها سبک بوده و قالبیت حمل و نقل و نصب سریع در اجرا را دارا هستند. در یک نوع از این قالب‌ها یک لایه ایزولاسیون پلی اورتان نیز تعبیه شده است. این قالب‌های پلیمری به عنوان سطح تمام شده داخلی یا خارجی نیز می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.
قالب عایق ماندگار از جنس صفحات چوب – سیمانی
اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب‌های عایق ماندگار جز سیستم‌های متداول در کشور است. هر چند بهره‌گیری از این سیستم باعث افزایش سرعت ساخت و کاهش حجم عملیات قالب بندی می‌شود ولی بنا به نوع قالب انتخابی اجرای نما همچنان به عنوان یک روند زمانبر محسوب می‌شود. تخته‌های سیمانی از جمله پوشش‌های دیواری هستند که مورد تاکید مرکز بوده و امکان استفاده از آنها در حیطه الزامات مربوط مجاز شناخته شده است. استفاده از این تخته‌ها به عنوان قالب‌های ماندگار، با توجه به مقاومت و دوام آنها می‌تواند راه حل مناسبی برای رفع مشکل نماسازی باشد. بدین منظور روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار با قالب‌های از جنس صفحات سیمانی در این مرکز بررسی و مورد تاکید قرار گرفت.
با توجه به مقاومت و دوام آنها راه حل مناسبی برای رفع مشکل نماسازی باشد. بدین منظور روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار با قالب‌هایی از جنس صفحات سیمانی مورد تایید قرار گرفته است. در این روش امکان تهیه یک دیوار باربر با مقطع یکپارچه مستطیلی (و نه به صورت مجوف همانند روش‌های قالب عایق ماندگار بلوکی و پانلی) را فراهم می‌سازد. تنها محدودیت این روش این است که نیاز به دقت بالا در هنگام قالب بندی دارد تا از به وجود آمدن هر گونه بار اضافی که بیش از توان بیشینه صفحات باشد، جلوگیری به عمل آید.
- سرعت بالا و بازگشت کوتاه مدت سرمایه
- حذف دوباره کاری‌های موجود در ساختمان سازی‌ها در روش‌های معمولی
- عدم نیاز به تجهیزات، ماشین آلات و ابزارهای گران‌قیمت
انواع اجرای عایق ماندگار بتنی ICF
قالب‌های عایق ماندگار دیوار بتنی از نظر قالب بندی به سه دسته بلوکی، نواری، پانلی تقسیم می‌شود که از نظر ابعاد بلوک، شکل هندسی سوراخ‌ها یا فضای خالی برای بتن ریزی با یکدیگر متفاوت هستند امروزه نوع بلوکی و پانلی کاربرد بیشتری نسبت به نوع نواری دارند. قالب بلوکی معمولاً تا ابعاد۱۲۰×۳۰ تولید می‌شوند و قالب‌های تخته‌ای و نواری ابعادی بزرگتر تا حدود ۳۰×۲۴۰ سانتیمتر هستند که معمولاً بصورت دو تخته جداگانه با ضخامت ۵ سانت به محل ساختمان منتقل شده و سپس بوسیله اتصالات پلاستیکی بهم متصل می‌شوند. ابعاد پانل‌ها بسیار متنوع است و معمولاً تا ابعاد ۱۲۰×۳۶۰ سانتیمتر نیز تولید می‌شوند که می‌توانند بصورت افقی یا عمودی بکار روند اما از نظر شکل هندسی بدنه داخلی قالب یا بخشش بتنی به سه حالت تخت و صاف، شبکه دو بعدی بدون حفره، شبکه دو بعدی حفره دار می‌تواند باشد که نوع تخت و صاف متداول‌تر است و به ندرت از نوع شبکه‌ای دو بعدی حفره دار استفاده می‌شود.
ویژگی‌ها
- پیش ساخته بودن قالب‌ها مطابق استانداردهای لازم
- توانایی تحویل سفت كاری حداقل ۷۵ تا ۱۰۰ متر مربع بنا ظرف یك هفته كاری توسط یك گروه پنج نفره كاری
- نصب سریع درها، پنجره‌ها، سیم كشی و لوله كشی
- نصب آسان بدون احتیاج به ماشین‌های سنگین
- مقاومت خوب در برابر زلزله
- عدم محدودیت طراحی ساخنمان برای معماران
- یكپارچه سازی ساختمان
- ذخیره انرژی و جلوگیری از نفوذ سرما و گرما
- اتصال سریع قطعات
ساختمان بتن مسلح دیوار باربر با قالب عایق ماندگار
این سیستم، شیوه اجرای ساختمان بتن مسلح درجا با قالب‌های عایق‌کننده ماندگار است که سازه حاصل از آن، یک ساختمان بتن مسلح و در زمره سازههای متداول، تلقی می‌شود. در این سیستم ساختمانی، قالب‌های دیوار و سقف با استفاده از مفتول آهن گالوانیزه به قطر ۲/۲ میلیمتر به صورت شبکه جوش شده در محل کارخانه ساخته شده و در وجوه داخلی و خارجی قالب پانل‌هایی از مصالح عایق‌کننده، مانند پلی‌استایرن منبسط شونده کندسوز، قرار داده می‌شود. قالب‌های دیوار بتنی با امکان آرماتوربندی به میزان موردنیاز و با ضخامت مورد نظر طراح، از ۸۰ تا ۵۰۰ میلیمتر و بیشتر برای دیوارها و قالب‌های سقف به صورت تیر دال یک یا دو طرفه یا عمق و فواصل تیرچه‌های متغیر و دلخواه، توسط خطوط تولید در مقیاس نسبتاً زیاد، قابل تولید است. خط تولید کارخانه این سیستم، می‌تواند مدول‌های لازم برای ساخت واحدهای مسکونی را تولید کند.
روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح دیوار باربر با قالب‌های عایق ماندگار
این سیستم شیوه اجرای ساختمان بتن آرمهه درجا با قالب‌های عایق ماندگار پلی استایرنی است که سازه حاصل از آن، یک ساختمان بتن مسلح و در زمره سازههای متداول، تلقی می‌شود. در این سیستم ساختمانی، قالب‌های دیوار و سقف با استفاده از مفتول آهنی گالوانیزه به قطر ۲/۲ میلیمتر، به صورت شبکه جوش شده، در محل کارخانه ساخته شده و در وجوه داخلی و خارجی قالب پانل‌هایی از مصالح عایق‌کننده، مانند پلی استایرن منبسط شونده کندسوز، قرار داده می‌شود.
قالب‌های دیوار بتنی با امکان آرماتوربندی به میزان مورد نیاز و با ضخامت مورد نظر طراح، از ۸۰ تا ۵۰۰۰ میلیمتر و بیشتر برای دیوارها و قالب‌های تیرچه‌های متغیر و دلخواه، توسط خطوط تولید در مقیاس نسبتاً زیاد، قابل تولید است. خط تولید کارخانه اینن سیستم، می‌تواند مدول‌های لازم برای ساخت واحدهای مسکونی را تولید کند. مدول‌های کارخانه‌ای این سیستم سبک بوده و قابلیت حمل و نقل و نصب سریع در اجرا را دارا می‌باشد، بطوری که اجرای بالغ بر ۲۰۰ مترمربع نفر روزکاری را مقدور می‌کند. ضخامت نسبتاً قابل ملاحظه دیوارهای تمامم شدهٔ معماری را می‌توان یکی از محدودیت‌های این سیستم عنوان کرد
ساختمان‌های ICF بناهایی هستند که دیوار بتنی در جاریز آن با استفاده ازز قالب‌های فوم (در اصطلاح یونولیت) ساخته شده و پس از بتن ریزی در دو طرف آن باقی می‌مانند. محصول نهایی این روش یک دیوار بتنی است کهه در دو طرف آن به وسیله فوم عایق بندی شده است. در این سیستم قالب فوم دو طرف دیوار به وسیله نگهدارنده‌های مختلف فلزی یا پلاستیکی به یکدیگر بسته شده و فضای خالی قالب را برای بتن‌ریزی فراهم می‌سازد. از همین نگهدارنده‌ها نیز برای قرار دادن آرماتورها در مکان‌های مورد نظر استفاده می‌شود. درون فضای باقی‌مانده بین دو لایه فوم نه تنها امکان ساخت یک دیوار بتنی با عایق بندی حرارتی و صوتی مناسب ایجاد می‌شود، بلکه در دو طرف دیوار نیز زیزسازی مناسبی برای اتصال دیوارهای نمای بیرونی (به وسیله نصب اتصالات، انکر) و همچنین زیرسازی داخلی برای نصب صفحات تخته سیمانی، گچ برگ و … فراهم می‌شود.
این سیستم اغلب برای دیوارهای بیرونی ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیوارهای نازک داخلی نیازی به عایق کاری، یا آرماتوربندی نداشته و تنها در صورت باربر بودن دیوارهای داخلی می‌توان از این روش برای ساخت آنها استفاده نمود تا ضخامت دیوارهای داخلی افزایش نیافته و از کارهای نازک کاری داخلی نیز کاسته می‌شود. موارد دیگر استفاده این سیستم تعمیرات یا بازسازیی دیوارهای قدیمی بوده که نیاز به تقویت و تثبیت شدن در آنها وجود دارد.
روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح عمودی
شیوه اجرای قالب‌های ماندگار عمودی به عنوان زیر مجموعه‌ای از سیستم قالب ماندگار ICF محسوب می‌شود. در این روش، خرپای ویراندیل ساخته شده از فولاد گالوانیزه، عمود بر راستای دیوار و با استفاده از اتصالات درجا بوسیله ناودانی‌های ساخته شده از فولادهای گالوانیزه به شالوده متصل می‌شوند. پس از آن قالب‌های ماندگار از جنس pvc به شکل نوارهای نسبتاً نازک بریده می‌شوند و به شکل نوارهای نسبتاً نازک بریده می‌شوند و بصورت کشوئی در دو طرف محور دیوار و در فاصله بین دو خرپای ویراندیل مجاور قرار می‌گیرند. آرماتورهای قائم محاسبه شده برای دیوار بصورت دستی در محل خود قرار گرفته و خرپای ویراندل قرار گرفته و به آن بسته می‌شوند. لازم به ذکر است که سازه حاصل از این روش اجرا، از نوع دیوار باربر بتن مسلح بوده و با شرایط رعایت ضوابط مربوط به اتصالات عناصر سازهای به یکدیگر، در شرایط شکل پذیری متنوعی قابل اجرا است. لایه پلی استایرن دو طرف علاوه بر اینکه به عنوان قالب ماندگار بتن عمل می‌کند، به عنوان عایق صوت و حرارت نیز محسوب می‌شود. حال آنکه خطر بروز آتش‌سوزی و انتقال و گسترش آتش در این سیستم به عنوان عامل محدود کننده محسوب می‌شود. به همین دلیل، علت اصلی اعمال محدودیت در ارتفاع و تعداد طبقات این سیستم، نوع پوشش اعمال شده روی لایههای پلی استایرن و محافظت آنها در برابر آتش است. همچنین تامین ضوابط مربوط به شکل پذیری متوسط و ویژه می‌بایست در اتصالات ارائه شده لحاظ شود. این سیستم، در زمینه‌های سازه، زلزله، انرژی، حریق و آگوستیک در این مرکز مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن در این مرکز مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن در حیطه الزامات تدوین شده، مجاز است.
روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح پانلی
یکی از انواع شیوه‌های اجرای سیستم ICF است که در آن قالب‌های ماندگار بصورت پانل‌های مستطیلی در کارخانه تولید و به کارگاه منتقل می‌شوند که شامل دو لایه ورق پلی استایرن، مش میانی و آرماتورهای خرپائی برای نگه داشتن آرماتورهای افقی و عمودی تعبیه شده است.
روند ساخت
پی ریزی شالوده سیستم ICF از نوع شالوده نواری یا شالوده گسترده است. پس از رسیدن به تراز پی، بستر پی باید حداقل ۱۰ سانتیمتر بتن رده C10 (بتن مگر) آماده و رگلاژ شود. سپس فونداسیون قالب بندی و آرماتورگذاری شده و بتن ریزی می‌شود. آرماتورهای انتظار باید در این مرحله قرارر داده می‌شدند. برای استقرار صحیح قطعات در محل موردنظر می‌توان از اتصال یک پروفیل سرد نورد شده ناودانی شکل یا قطعات چوب استفاده نمود. که قطعات چوبی بعد از بتن ریزی برداشته می‌شوند اما پروفیل‌های فولادی در زیر عایق حرارتی باقی می‌مانند.
بررسی این نوع سیستم از دیدگاه هزینه و مدت زمان ساخت
- سرعت بالا و بازگشت کوتاه مدت سرمایه
- حذف دوباره کاری‌های موجود در ساختمان سازی‌ها در روش‌های معمولی
- عدم نیاز به تجهیزات، ماشین آلات و ابزارهای گران‌قیمت
بررسی سیستم از دیدگاه عایق و انرژی
- به دلیل نسوز بودن بتن و خاصیت خود اطفاء کنندگی پلی استایرن، ساختمان‌های ساخته شده با این سیستم دوام و مقاوت بیشتری در برابر حریق و آتش‌سوزی نسبت به ساختمان‌های دیگر دارا هستند.
- مقدار کاهش صدای وزن یافته در این سیستم حدود ۵۰-۶۰ دسی بل است.
- به دلیل وجود دو لایه عایق در طرفین، اتلاف انرژی در این سیستم حدود ۳۰ درصد از سایر روش‌های ساختمان سازی معمولی کمتر است.
بررسی از نظر مسائل زیست اقلیمی
این نوع سیستم از نظر صرفه جویی در مصرف انرژی و عدم اتلاف آن، تاثیرات مثبتی را برای محیط زیست داراست. امکان استفاده‌ی مجدد از مصالح آن وجود ندارد.
بررسی قابلیت‌های اجرایی این نوع سیستم
- امکان اجرای طرح‌های معماری و نقشه‌های مدولار و غیرمدولار
- خاصیت تعمیرپذیری پس از اجرا
- سبکی قطعات و حمل و نقل آسان
- نیاز به ابزارهای ساده و محدود
کاربردهای این نوع سیستم ساختمان سازی
برخی از کاربردها و موارد استفاده از این نوع سیستم به شرح زیر است.
- مناسب برای دهانه‌های کمتر از ۹ متر
- قابلیت ایجاد سقف‌های شیبدار
- مناسب جهات ساختمان‌های مخابراتی، آموزشی، اسکان موقت، خوابگاهی، ورزشی و …
- مناسب برای کلیهٔ ساختمان‌های یک تا دو طبقه
- امکان افزودن طبقات روی بنای موجود
- امکان طراحی و اجرای انواع فرم‌های مختلف
- مناسب برای طرح‌های مدولاسیون
رفتار لرزه‌ای
سیستم ICF توانایی بسیار خوبی را در مقابل بارهای جانبی ( زلزله و طوفان) از خود نشان داده که از دلایل این عملکرد می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.
- تغییر اندک بارهای جانبی
- یکپارچگی مناسب سقف و دیوار
مقاومت در برابر آتش
پلی استایرین به کار رفته در ICF از نوع خود خاموش شو یا کند سوز است. این نوع پلی استـایرن در مدت کوتاهی پس از قرار گرفتن در معرض شعله ذوب و بدون شعله ور شدن از منبع دور می‌شود. برای اتصال پوشش‌های معمول مانند گچ و خاک یا گچ برگ به سطح دیوار، باید از توری یا رابیتس (با اتصال مکانیکی) استفــاده شود، لذا در صورت رعــایت این نکته، ساختمـان‌های با سیستـم ICF، مقاومت بسیار خوبی را در برابر آتش از خود نشان می‌دهند.
محافظ در برابر حشرات
به دلیل نبود هیچگونه ارزش غذایی برای حشرات در دیوارهای ICF، امکان خسارت‌های وارد شده در برابر حشرات از قبیل موریانه به طور کامل حذف شده است، چرا که حشرات نمی‌توانند به هسته بتن در دیوار ICF نفوذ کنند و بنابراین امکان ورود به داخل را ندارند.
نصب تاسیسات
با توجه به اینکه ضخامت یک لایه ICF شش سانتی متر است، تاسیسات ساختمان مطابق نقشه‌های مکانیک و برق شامل، لوله‌های آب، برق، گاز، قوطی‌های برق و … در داخل دیوارهای ICF جانمایی می‌شوند. همچنین پیش بینی لوله‌ها، داکت‌ها، کانال‌ها و سایر تاسیسات قابل انتقال بین دیوارها و یا بین واحد‌ها، قبل از بتن ریزی انجام خواهد شد.
عملکرد حرارتی
بتن و خصوصاً بتن مسلح بیشترین میزان انتقال حرارت را در بین مصالح مورد استفاده در ساختمان سازی دارد. به منظور جلوگیری از انتقال حرارت از عایق استفاده می‌شود. سیستم ICF به دلیل استفاده از دو لایه عایق حــرارتی پلی استایرین که هر کدام به طور معمـول ضخامتی در حدود ۶ سانتی متر دارد مشکلی از این بابت نداشته، همچنین به دلیل درزبندی و هوابندی مناسب دیوار، مقدار نفوذ هوا و تبادل حرارتی ناشی از آن نیز قابل اغماض است. در این سیستم دمای سطح داخلی به دلیل وجود لایه داخلی عایق حرارتی یکنواخت است و پل‌های حرارتی قابل توجهی در این سیستم وجود ندارد.
عملکرد آکوستیکی
در سیستم ICF دو لایه پلی استایرین ۶ سانتی متری وجود دارد که عملکرد آکوستیـکی آن را به نحو قابل توجهی بهبود می‌بخشد، به طوری که به این سیستم، مسکوت گفته می‌شود. در حالی که خانه‌های سنتی دارای ضریب انتقال صوت از درجه ۳۸-۳۶ هستند، قالب‌های عایق ماندگار دارای ضریب انتقال صوت از درجه ۵۰ به بالا هستند که به کاهش ۳⁄۲ از انتقال صوت پاسخ می‌دهند. این میزان نیازمند به ۳ تا ۶ مرحله عایق کاری در سایر ساخت و سازهای سنتی دارد.
حفاظت
قالب‌های عایق ماندگار مقاومت فوق العاده‌ای در جلوگیری از عوامل زیر از خود نشان می‌دهد.
- باد
- باران
- آب
- گرما/ سرما
- آتش
- سر و صدا
- گرد و غبار
- حشرات
- کپک و قارچ
- انفجار
بتن ریزی
محدودیت فصلی بتن ریزی در خصوص اجرای تمامی سیستم‌ها جدی و تعیین کننده است، در صورتی که در سیستم ICF به دلیل استفاده از قالب‌های حرارتی، بتن ریزی در شرایط دمایی متنوع (همه فصول سال) امکان پذیر است به نحوی که در فصول گرم با جلوگیری از هدر رفتن آب بتن سبب عمل آوری آن با رطوبت خود می‌شود و در فصول سرد، وجود قالب‌های عایق ماندگار سبب استفاده از حرارت هیدراتاسیون جهت عمل آوری بتن می‌شود.
دیوار باربر با قالب عایق ماندگار (ICF)
دیواری پرشونده با بتن هستند که قالب دیوارها دائمی بوده و بعد از بتن ریزی به عنوان جزئی از دیوار محسوب شده و به صورت عایق حرارتی عمل می‌کند. این سیستم برای اولین بار در اوایل دهه‌ی۱۹۵۰-۱۹۶۰۰ در کشور آلمان ابداع شد و پس از آن در اروپا و سپس در سراسر دنیا به سرعتت گسترش یافت. در حال حاضر بیش از ۸ درصد ساختمان‌های با ارتفاع کم و متوسط در آمریکا و کانادا با این سیستم ساخته می‌شوند. ICF انقلابی در پیشرفت صنعت جهانی ساختمان برای ساختمان‌های مسکونی، تجاری و سازمانی است که استفاده روزافزون آن به دلیل راحتی بی‌نظیر آن، بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌ها در قیاس با دیگر روش‌ها قابل توجه است.
نماهای قابل اجرا بر روی ICF
بطور کلی می‌توان گفت که تمامی نماهای معمول، قابلیت اجرا روی سطح قالب‌های عایق ماندگار را دارند.
- نماهای خشک یا سنتی (با جانمایی لقمه فلزی و نبشی کاری)
- نمای سنگ، آجر و سرامیک (با جانمایی لقمه فلزی و نبشی کاری)
- نمای سنگ با چسب های مخصوص و اسکوپ.
- نمای سنگ یا سمنت برد با اتصال مکانیکی به بتن.
- نمای سیمانی با نصب یک لایه شبکه مش فلزی یا پلی مش.
- نمای داخلی شامل گچ و خاک و یا گچ برگ (با اتصال مکانیکی)
- نمای داخلی سرامیک و سنگ با نصب یک شبکه مش فلزی
