ضابطه ۷۱۴ در زمینه طراحی و اجرای نمای خارجی ساختمان‌ها به طراحان و مجریان ساختمانی کمک می‌کند. این ضابطه به اجرای صحیح و مطابق با استانداردهای انجام طراحی نمای خارجی کمک می‌کند. نمای خارجی ساختمان‌ها نیازمند استحکام و دوام مناسب در برابر بارها و نیروهای وارده است. اعمال این دستورالعمل‌ها به استحکام و دوام نماها در برابر نیروها و بارهای وارده کمک زیادی می‌کند.
در ضابطه ۷۱۴، مواردی چون انواع نماها از نظر مصالح و روشهای اجرا، بارهای وارده بر نمای خارجی، سیستمهای نمای دارای عایق حرارتی بیرونی، و سیستمهای مرکب عایق حرارتی بررسی میشوند. همچنین، روشهای مقام سازی دیوارهای خارجی، طراحی وال پست در مقاوم سازی دیوارها، تقویت دیوار با شبکههای الیافی، و استفاده از وال مش به عنوان جایگزین برای وال پستهای فلزی نیز مطرح میشود.
انواع نما از نظر نحوه اتصال در ضابطه ۷۱۴
نمای خارجی سازه از نظر نحوه اجرا و اتصال به سه دسته نمای پرده ای، دیوار نما و نمای مهار شده به میانقاب تقسیم بندی می شود که در ادامه به معرفی هر کدام از آنها خواهیم پرداخت.
معرفی نمای پرده ای
در نمای پرده ای، از قاب های سازه ای جداگانه استفاده میشود که بارهای وارده را به طور مستقیم به بخش اصلی سازه منتقل می‌کنند. این قاب های سازه ای، بارهای مختلفی از جمله بار ثقلی، بار زلزله و بار باد را از نمای خارجی به بخش اصلی سازه انتقال می‌دهند. نمای پرده ای به عنوان یک پرده سطح خارجی سازه شناخته میشود که توسط این قاب‌های سازه ای تشکیل میشود. استفاده از این قاب‌های سازه ای، از نیاز به بارگذاری مستقیم بر نمای خارجی جلوگیری می‌کند و بارهای وارده را به بخش اصلی سازه منتقل می‌کند.
طبق ضابطه ۷۱۴ در اجرای نمای پرده ای لازم است یک فاصله ۵۰ میلیمتری بین اعضای سازه ای ساختمان و نمای اجرا شده بر روی آن در نظر گرفته شود. از طریق این فضا می توان ناهمواری ها و بی نظمی های موجود بر روی سطح خارجی دیوار را پوشش داد. نمای پرده ای می تواند به دو صورت شفاف یا غیرشفاف اجرا گردد.
معرفی دیوار نما
دیوار نما از نظر ساختاری شبیه به نمای پرده ای غیرشفاف بوده که می توان از آن در سازه های دیوار باربر و سازه های قابی استفاده کرد. از آن جایی که بارهای وارده بر این نما به بخش پشتی آن انتقال می یابد لازم است در اجرای آن از یک دیوار پشتیبان استفاده شود. این دیوار می بایست به قاب سازه ای ساختمان متصل شود تا نیروهای وارده بر دیوار پشتیبان به بخش اصلی سازه منتقل گردند.
این نوع نما به دو صورت نمای چسبانده شده و نمای مهار شده در سازه اجرا میشود. در نمای چسبانده شده، نمای مورد اجرا مستقیماً به دیوار پشتیبان چسبانده میشود. اما در نمای مهار شده، نمای مورد اجرا از طریق اتصالاتی در دیوار پشتیبان مهار میشود که در این حالت بین نمای اجرا شده و دیوار پشتیبان یک فضای خالی ایجاد میشود.
معرفی نمای مهارشده به میانقاب
نمای مهارشده به میانقاب در فضای خالی میان ستون ها و تیرها قرار گرفته و فقط در سازه های قابی مورد استفاده قرار می گیرد. نحوه اتصال آن نیز همانند دیوار نما بوده که به دو صورت چسبانده شده و مهار شده صورت می گیرد. از آن جایی که مقاومت حرارتی قاب های فولادی و بتنی پایین بوده، استفاده از این نما در این سازه ها نمی تواند به عایق بندی حرارتی آنها کمک کند. از این لحاظ نمای پرده ای و دیوار نما به دلیل خاصیت عایق حرارتی بالایی که دارند برای این کار مناسب تر هستند.
انواع نمای خارجی از نظر نوع مصالح
نمای خارجی سازه از نظر نوع مصالح در انواع مختلفی چون نمای سنگی، نمای آجری، نمای سیمانی، نمای کامپوزیت فلزی، نمای سرامیک، نمای شیشه ای، نمای چوبی و نمای سبز قابل اجرا خواهد بود که در ادامه به معرفی آنها خواهیم پرداخت.
معرفی نمای سنگی
نمای سنگی از نماهای پرطرفدار در طراحی سازه بوده که در اجرای آن از سنگ های متشکل از یک یا چند کانی استفاده می شود. این نوع نما به دلیل زیبایی بالا و هزینه نگهداری پایینی که دارد مورد توجه طراحان بوده و به صورت گسترده در بسیاری از زمینه های کاری مورد استفاده قرار می گیرد. از سنگ های مورد استفاده در این نوع نما می توان به سنگ آهک، ماسه سنگ، کوارتزیت، سنگ گرانیت، تراورتن و سنگ لوح اشاره کرد.
این سنگ ها در کنار جلوه و زیبایی که دارند از مقاومت و دوام بالایی در برابر شرایط محیطی و عوامل جوی برخوردار هستند. از آن جایی که وزن سنگ در مقایسه با دیگر مصالح مورد استفاده در این زمینه بیشتر است اجرای این نماها می تواند با افزایش بار ثقلی و وزن سازه همراه باشد که لازم است در فرایند مهار به این فاکتور توجه کافی شود.
معرفی نمای آجری
نمای آجری را می توان قدیمی ترین نوع نما در طراحی سازه معرفی کرد که امروزه نیز در طراحی نمای خارجی مورد استفاده قرار می گیرد. در اجرای این نما همان طور که از عنوان آن پیداست از آجر استفاده می شود که در انواع مختلفی چون آجر رسی، آجر بتنی و آجر ماسه آهکی در دسترس هستند. در ساخت آجرهای رسی از گل پخته شده و در ساخت آجرهای ماسه آهکی از فشرده سازی مخلوط ماسه سیلیسی و آهک استفاده می شود. آجرهای بتنی نیز همان بلوک های سیمانی هستند که از مقاومت و دوام بالایی برخوردارند. از مزایای بسیار استفاده از نمای آجری در پوشش خارجی سازه می توان به زیبایی و تنوع بالای این نماها، دوام بالا، صرفه اقتصادی، خاصیت تطبیق پذیری و مقاومت بالای آنها در برابر حرارت و آتش اشاره کرد.
معرفی نمای سیمانی
از رایج ترین و کاربردی ترین نماها در طراحی سازه می توان به نمای سیمانی اشاره کرد که بیشتر در ساختمان های بلندمرتبه مورد استفاده قرار می گیرد. این نماها به صورت های مختلفی قابل اجرا بوده که از جمله آنها می توان به نمای آستر سیمانی، نمای تخته سیمانی، نمای بتنی پیش ساخته و نمای بتن پارچه ای اشاره کرد. در طراحی نمای آستر سیمانی از سیمان پرتلند استفاده می شود که برای هر دو سطوح داخلی و خارجی سازه قابل اجرا خواهد بود.
طبق ضابطه ۷۱۴ در اجرای نمای تخته سیمانی از صفحات پیش ساخته سیمانی استفاده می شود که با استفاده از الیاف تقویت شده اند. در ساختمان‌ها، برای اجرای نماهای بتنی اغلب از پانل‌های بتنی پیش‌ساخته استفاده میشود. این پانل‌ها قبل از استفاده به صورت پیش‌ساخته طراحی شده و در شرایط آب و هوایی مختلف، از جمله شرایط سخت، قابل استفاده هستند. علاوه بر آن، نماهای پارچه‌ای نیز در برخی موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نماها با پانل‌های بتنی شباهت دارند، با این تفاوت که از لایه‌های پارچه‌ای از جنس الیاف شیشه در ساختار خود استفاده می‌کنند. این لایه‌های پارچه‌ای از مقاومت بالایی در برابر شرایط قلیایی برخوردارند که امکان ایجاد یک نمای با دوام و مقاوم در برابر عوامل محیطی را فراهم می‌کند.
معرفی نماي کامپوزیت فلزی
نمای کامپوزیت فلزی از دیگر نماهای رایج در پوشش بخش خارجی سازه بوده که در ساخت آن از مواد کامپوزیت استفاده می شود. در ساخت کامپوزیت ها از دو یا چند متریال مختلف استفاده می شود که هر کدام از آنها به بهبود خواص مجموعه کمک زیادی می کند. از جمله کامپوزیت های فلزی مورد استفاده در این نماها می توان به کامپوزیت پلی یورتان، کامپوزیت آلومینیومی و غیره اشاره کرد. از ویژگی های این نوع نماها می توان شکل پذیری بالا، وزن پایین و تنوع بالای آنها اشاره کرد. البته این نماها در برابر گرد و غبار حساس بوده و هر چند وقت یکبار نیاز به شست و شو دارند.
معرفی نمای سرامیک
نمای سرامیک از دیگر نماهای متداول در طراحی سازه بوده که در اجرای آن از سرامیک که جزو مصالح فرآورده شده و مصنوعی است استفاده می شود. از آن جایی که این مصالح قیمت کمتری نسبت به سنگ دارند و وزن آنها در مقایسه با سنگ پایین تر است در بسیاری از زمینه های کاری در طراحی نما مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر آن استفاده از این مصالح به حفاظت از منابع طبیعی کمک کرده و مانع از تخریب بی رویه محیط زیست می شود. در اجرای نمای خارجی سازه معمولاً از نمای سرامیکی خشک استفاده می شود. از دیگر ویژگی های نمای سرامیکی در طراحی سازه می توان به اجرای آسان و تنوع بالای آن اشاره کرد.
معرفی نمای شیشه ای
برای اجرای نمای شیشه ای در سازه علاوه بر شیشه از پلاستیک و دیگر متریال که ساختاری شفاف یا نیمه شفاف دارند نیز استفاده می شود. این متریال با توجه به روش ساخت، اجزای ترکیبی و ویژگی هایی که دارند در انواع مختلفی عرضه می شوند که می توان با توجه به شرایط و نیاز کاری از آنها در نمای ساختمان استفاده کرد. همچنین این متریال می بایست از مقاومت کافی در برابر تابش مستقیم و غیرمستقیم خورشید برخوردار باشند تا به مرور زمان دچار خرابی نشوند.
معرفی نمای چوبی
در طراحی سازه، یکی از نماهای رایج، نمای چوبی است که در اجرای آن، بسته به شرایط و نیازهای کاری، از چوب‌های نرم و سخت استفاده میشود. چوب‌های سخت که در اجرای این نماها به کار می‌روند، از استحکام و پایداری بیشتری نسبت به چوب‌های نرم برخوردارند و برای شرایط محیطی سخت، مناسب‌تر هستند. با این حال، با اعمال فرایندهایی مانند اصلاح چوب یا عملیات حرارتی مانند ترمو چوب بر روی چوب‌های نرم، دوام و مقاومت این نوع مصالح نیز به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. نمای چوبی از تنوع بالایی برخوردار بوده و ترکیب آن با سایر مصالح آسان تر است.
معرفی نمای سبز
نمای سبز یا دیوار سبز از دیگر نماهای مورد استفاده در پوشش بخش خارجی سازه بوده که در اجرای آن از گیاه استفاده می شود. استفاده از این نماها در طراحی سازه علاوه بر جنبه زیبایی که دارند به بهبود اکولوژی، افزایش فضای سبز، بهبود کیفیت هوا و کاهش آلودگی ها کمک زیادی می کند. علاوه بر آن از این نوع نماها می توان به عنوان یک مانع صوتی نیز استفاده کرد.
معرفی سیستم نمای دارای عایق حرارتی خارجی
در طراحی برخی نماها از عایق حرارتی خارجی استفاده می شود که این سیستم ها با عنوان عایق حرارتی اتیکس، نمای اتیکس یا EIFS نیز شناخته می شوند. در طراحی این سیستم ها از سه بخش عایق، مسلح کننده و پوشش نهایی استفاده شده است. عایق بکار رفته در طراحی این نماها از فوم پلی استایرن بوده که به صورت های مختلفی در ساختار این نماها بکار گرفته می شود. از دیگر متریال بکار رفته در این بخش از نما می توان به پشم معدنی تخته ای اشاره کرد.
طبق ضابطه ۷۱۴ برای اتصال بخش عایق به دیوار زیر آن از میخ پرچ استفاده می شود. در بخش مسلح کننده این نماها از مش الیاف شیشه که مقاومت بالایی در برابر شرایط قلیایی دارد به همراه اندود سیمانی استفاده می شود تا از ترک خوردگی این لایه ها جلوگیری شود. در آخر و به منظور پوشش نهایی این نماها از انواع اندود، سرامیک، فلز، چوب و غیره استفاده می شود.
انواع بارهای وارده بر نمای خارجی در ضابطه ۷۱۴
نمای خارجی همچون سایر بخش‌های سازه، تحت تأثیر بارهای وارده قرار دارد. این بارها می‌توانند در صورت عدم اجرای فرایند مقاوم‌سازی، خسارت به ساختار نما و دیگر بخش‌های سازه ایجاد کنند. بارهایی از جمله بار ثقلی، بار ناشی از زلزله و بار ناشی از باد می‌توانند ساختار نمای خارجی را تحت تأثیر قرار دهند. در ادامه، به معرفی و بررسی این بارها خواهیم پرداخت.
معرفی بار ثقلی
در تعریف بار ثقلی نمای خارجی می توان گفت که این بار در واقع همان وزن نماست که خود شامل وزن قطعات نما، مواد چسبنده و اتصالات مربوط به اجرای آن می شود. برای محاسبه بار ثقلی نما می بایست به وزن مصالح مورد استفاده در طراحی نما بر اساس جزئیات ساخت آن توجه شود. نوع سیستم بکار رفته در طراحی نما و نوع اتصالات مورد استفاده در اجرای آن می تواند بر وزن نما و در نهایت بار ثقلی نمای خارجی تأثیرگذار باشد. نماهای خارجی در انواع و مدل های مختلفی بر روی سازه قابل اجرا هستند که بار ثقلی هر کدام از آنها بستگی به نوع ساختار نما و نحوه اجرای آن دارد.
معرفی بار ناشی از زلزله
از دیگر بارهایی که می تواند ساختار نمای خارجی را تحت تأثیر قرار دهد می توان به بار ناشی از زلزله اشاره کرد که در فرایند مقاوم سازی نما لازم است بدان توجه ویژه شود. نیروهای ناشی از زلزله می تواند از جهات مختلف بر قطعات بکار رفته در نمای خارجی سازه و اتصالات مورد استفاده در اجرای آن تأثیر بگذارد. عدم مهار صحیح این نیروها می تواند با آسیب های جدی بر روی ساختار نما و ریزش آن همراه باشد. معمولاً فرایند ارزیابی لرزه ای نمای خارجی سازه بر اساس نوع طراحی نما، جنس و وزن آن صورت می گیرد و این فرایند از اهمیت بالایی در فرایند مقاوم سازی برخوردار است.
معرفی بار ناشی از باد
بخش‌های مختلف سازه، به ویژه نمای خارجی آن، همواره در معرض وزش باد قرار دارند که می‌تواند تأثیرگذار بر ساختار نما باشد و مقاومت آن را به چالش بکشد. در اجرای نمای سازه، لازم است تا اثر بار ناشی از باد به منظور مقاوم‌سازی بهتر این بخش از سازه مدنظر قرار گیرد. طبق ضابطه ۷۱۴، در محاسبه بار ناشی از باد، به فاکتورهایی مانند میانگین سرعت باد در محیط، شکل هندسی سازه، ارتفاع آن و سایر عوامل مربوط به آن توجه ویژه میشود. اثر ناشی از باد بر نمای خارجی با بار ناشی از زلزله جمع نمی‌شود. بنابراین، تمام اجزای نما باید بر اساس اثر آن طراحی شوند.
طراحی و اجرای سیستم مرکب عایق حرارتی بیرونی (نمای اتیکس ETICS)
طبق ضابطه ۷۱۴ در طراحی و اجرای سیستم مرکب عایق حرارتی بیرونی که با عنوان نمای اتیکس (ETICS) نیز شناخته می شود. این سیستم از دو لایه پوشش پایه و نهایی، شبکه الیاف مسلح شده با الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیا و عایق پلی استایرن استفاده می شود. از آن جایی که این نوع نما ظاهری شبیه به نمای سیمانی دارد از آن به عنوان نمای سیمانی مرکب نیز یاد می شود. لازم به ذکر است که لایه های مورد استفاده در اجرای این نما می بایست از سازگاری لازم با یکدیگر برخوردار باشند.
طبق ضابطه ۷۱۴ سیستم نمای اتیکس (ETICS) که در برخی زمینه ها با عنوان EIFS نیز شناخته می شود به دو دسته تقسیم می شود. دسته اول EIFS با پایه پلیمری (PB)، به عنوان EIFS با پوشش نرم شناخته میشود. دسته دوم، یا EIFS پلیمری اصلاح شده (PM)، با عنوان EIFS با پوشش سخت معرفی میشود. در معرفی نمای EIFS نوع PB، از ورقه‌های پلی استایرن انبساط یافته بر روی لایه‌های زیرین استفاده میشود. این لایه در مجموع ضخامتی در محدوده ۳ میلیمتر خواهد داشت.
طبق ضابطه ۷۱۴ در ساختار نمای EIFS نوع PM برخلاف نوع PB از ورق های پلی استایرن اکسترود شده استفاده می شود که این ورق ها با کمک پیچ های فولادی به لایه زیرین اتصال می یابند. بر روی این پیچ ها از یک کلاهک پلاستیکی استفاده شده و از کارایی بالایی در این زمینه برخوردارند. مجموع ضخامت لایه ها در این نوع نما در محدوده ۶ میلیمتر بوده و از سیمان پرتلند اصلاح شده با پلیمر به عنوان پوشش پایه آن استفاده می گردد. نمای EIFS در ساختمان های مسکونی، تجاری و غیره کاربرد گسترده ای دارد.
روش های متداول مقام سازی دیوارهای خارجی
از آنجایی که نمای خارجی بر روی دیوارهای ساختمان اجرا میشود، مقاومت و یکپارچگی این دیوارها در برابر بارهای خارجی تأثیر مهمی بر مقاومت و ایمنی این نماها خواهد داشت. امروزه در فرایند مقاوم‌سازی دیوارهای غیرسازه‌ای، به ویژه دیوارهای خارجی، از روشهای مختلفی استفاده میشود، که اجرای وال پست یکی از متداول‌ترین و کاربردی‌ترین آنهاست.
البته اجرای وال پست در مهار دیوارهای غیرسازه ای به روش های مختلفی قابل اجرا بوده که هر کدام از آنها می تواند به انسجام و یکپارچگی این دیوارها کمک زیادی کند. این روزها اجرای وال مش به عنوان نسل نوین وال پست در فرایند مقاوم سازی دیوارهای خارجی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و طرفداران بسیاری دارد. در ادامه به معرفی و بررسی بیشتر سیستم های وال پست و وال مش خواهیم پرداخت.
طراحی وال پست در مقاوم سازی دیوارها و مقاومت نما
امروزه از روش وال پست به صورت گسترده در فرایند مقاوم سازی و مهار دیوارهای غیرسازه ای استفاده می شود. وال پست به دو منظور در ساختار دیوارهای غیرسازه ای مورد استفاده قرار می گیرد. اول اینکه با استفاده از وال پست می توان طول آزاد دیوارها را محدود کرد. با این کار بخشی از بارها که به صورت عمود بر صفحه بر دیوارها وارد می شوند را می توان در راستای افقی توزیع کرد. مورد دوم اینکه اجرای وال پست باعث انتقال بارهای توزیع شده به تیرها در راستای افقی می شود. در رابطه با فاصله وال پست های اجرای شده در ساختار دیوارها می توان گفت که این فاصله می بایست حداکثر ۴ متر باشد و جهت اثربخشی هر چه بیشتر این سیستم نباید این فاصله از مقدار مذکور تجاوز کند.
مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف
در این روش همان طور که از عنوان آن پیداست از شبکه الیاف در فرایند تسلیح دیوارهای غیرسازه ای و مهار لرزه ای آنها استفاده می شود. جنس این الیاف وابسته به نوع فرایند مقاوم سازی و شرایط اجرایی می‌تواند متفاوت باشد. از آن جایی که در این روش خمش دیوار به صورت یکطرفه و در راستای قائم در نظر گرفته می شود نیازی به اجرای وادار نبوده و هیچ محدودیت طولی در اجرای آن وجود ندارد. در چنین شرایطی لازم است در لبه های دیوار و بغل بازشوها از شبکه الیاف استفاده گردد. از پرکاربردترین متریال بکار رفته در این روش می توان به الیاف شیشه اشاره کرد که به صورت دستی و یا از طریق پاششی بر روی دیوار اجرا می شود.
نوع این الیاف بسته به جنس متریال بکار رفته در فرایند نازک کاری دیوار می تواند متفاوت باشد. طبق ضابطه ۷۱۴ در فرایند نازک کاری با سیمان می بایست از الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیا مانند الیاف شیشه Glass-AR استفاده شود. مقاومت تسلیم این نوع الیاف بالاتر از MPa ۱۰۰۰ بوده و به همین دلیل یک گزینه مناسب برای این شرایط کاری به شمار می رود. یک نوع دیگر از این الیاف با نام الیاف شیشه E_Glass نیز در دسترس است که برای استفاده در محیط‌های بدون قلیا طراحی شده‌اند و برای نازک‌کاری با گچ استفاده میشوند. در فرآیند مسلح‌سازی دیوار با استفاده از شبکه الیاف، پس از انجام نازک‌کاری بر روی دیوار و اجرای شبکه الیاف، مرحله مهار دیوار با استفاده از نبشی و ناودانی فرا می‌رسد. این کار در لبه های بالا و پایین آن صورت می گیرد.
وال مش جایگزین وال پست های فلزی
امروزه از وال مش به دلیل مزایای بسیاری که دارد به عنوان نسل نوین وال پست و بهترین جایگزین برای وال پست های فلزی یاد می شود. سیستم وال مش در واقع همان روش مسلح کردن با مش الیاف بوده که از آن به عنوان روش وال مش نیز یاد می شود. در سیستم وال مش برخلاف وال پست نیازی به اجرای میلگرد بستر نیست و همین امر نیز باعث کوتاه شدن زمان اجرای پروژه و صرفه جویی در هزینه های اجرا می شود. علاوه بر آن طبق ضابطه ۷۱۴ در اجرای وال مش نیازی به نصب وادارهای قائم و افقی نیست. از آنجایی که تأمین این وادارها نیازمند صرفه هزینه هایی است. در نتیجه اجرای آنها می بایست توسط افراد ماهر و با تجربه صورت گیرد. حذف وادارها در سیستم وال مش می تواند با صرفه جویی در زمان و هزینه های اجرایی همراه باشد.
اجرای وال مش نسبت به وال پستهای فلزی، به دلیل طراحی و مصالح مورد استفاده، ساده‌تر است. حتی یک تیم نیمه حرفه‌ای هم می‌تواند آن را اجرا کند. یکی از مزایای وال مش نسبت به وال پستهای فلزی، امکان اجرای آن در ساختمان‌های بدون وال پست اولیه است. این امر باعث افزایش سرعت اجرایی پروژه و صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت میشود. برخلاف وال پستهای فلزی، سیستم وال مش به دلیل طراحی و ساختار خاص، باعث افزایش وزن و بار مرده ساختمان نمی‌شود. طبق ضابطه ۷۱۴، وال مش با ساختار خاص خود، از افزایش وزن و بار مرده ساختمان جلوگیری می‌کند، که این امر نقیض وال پستهای فلزی است.