مروری بر سیستم ال اس اف
“LSF یا Light Steel Frame” یک نام شناخته شدۀ بینالمللی برای سیستم ساخت و سازی است که در آن برای تولید سازه از ورقهای فولادی گالوانیزه، با ضخامت کاهش یافته و در نتیجه وزن بسیار کم، استفاده میشود. سابقۀ اولین ساختمانهای ساخته شده به روش LSF به اوایل قرن بیستم بازمیگردد. جایی که تلاش شد تا یک سیستم مناسب ساخت و ساز، جایگزین ساختار چوبیای که در آن زمان معمولترین سیستم سازنده بود، مورد استفاده قرار گیرد.
سیستم ساختمانی LSF امکان غلبه بر بعضی از مشکلات موجود در روش ساخت با چوب، مانند آسیبپذیری آن در برابر آتش، موریانهها و تأثیر رطوبت را فراهم میآورد. همچنین، این سیستم از یک مزیت غیرقابل انکار که داشتن استحکام مکانیکی بالا و بسیار مفید در هنگام وقوع مخاطرات طبیعیای مانند طوفان و زلزله است، برخوردار میباشد.
پس از جنگ جهانی دوم، با توجه به ویرانیهای عظیم ساختمانها که در همان دوره رخ داد، نیاز مبرم به بازسازی در کشورهایی مانند آلمان، فرانسه و ژاپن دیده میشد. از طرفی دیگر، نگرانیهای زیست محیطی، حفاظت از جنگلها، افزایش قیمت چوب و تجربۀ به دست آمده در استفاده از فولاد در طول سالهای جنگ، روش پیش ساخته سازی ساختمانها و ساخت انبوه سازهها به روش ال اس اف را به دنیا معرفی کرد.
ساخت عناصر جدا کنندۀ داخلی، به عنوان مثال دیوارها، به روش LSF یکی دیگر از ویژگیهای قابل توجهی است که این سیستم ساخت و ساز در آن پیشرفت بسیار چشمگیر و بازار خوبی داشته است. هرچند که همچنان ساخت و ساز با این روش با بدگمانیهایی از طرف مردم همراه است. چرا که بعضی افراد همچنان بر این باورند که روشهای ساخت و ساز نوآورانه ممکن است دارای کمبودهایی باشند.
با این وجود، شرکتهای متعددی در بازار وجود دارند که در زمینۀ طراحی و اجرای ساختمانهای LSF به شکلی بسیار مثبت و با در دست داشتن شواهدی از مزایای ذاتی این سیستم سازندۀ نوآورانه، فعالیت دارند. با توجه به ویژگیهای متعدد سیستم ساخت و ساز LSF، به ویژه سبک بودن، سرعت ساخت بالا، هزینۀ مقرون به صرفه و پتانسیل بالای آن برای پیش ساخته سازی، این روش دارای مزیت استفاده در بازار بازسازی ساختمانها و همچنین صادرات به کشورهای دیگر میباشد.
ساخت و ساز با سیستم ال اس اف به سبک نیوزیلندی
نوع بسیار محبوب اسکلت فولادی سبک، سبک نیوزیلندی (NZ LSF) آن است که با تکنولوژی CAD/CAM تولید میشود. تمامی عناصر سازهای این سیستم در کارخانه و توسط ماشین آلات تولید و با استفاده از پیچهای سازهای به یکدیگر متصل میشوند. سبک نیوزیلندی روش LSF در کشور عزیز ما ایران نیز در حال رواج یافتن است. محبوبیت این سبک به دلایل زیر میباشد:
- هم در طراحی و هم در تولید این سازهها از نرم افزارهای رایانهای استفاده میشود. بنابراین، یک ساختمان LSF که توسط رایانه طراحی و مدلسازی میشود، یک سازۀ بسیار دقیق و بدون خطا، در اختیار شما قرا میدهد. نرم افزار مورد استفاده در روش نیوزیلندی سیستم ال اس اف، با نام CAD/CAM شناخته میشود. این نرم افزار سبب افزایش سرعت و دقت ساخت در روش LSF شده است.
- این شیوه در مقایسه با اسکلتهای فولادی سبکی که در آمریکای شمالی محبوبیت بیشتری دارد، نیازی به قطعات اتصال اضافی نداشته و همۀ عناصر با پیچهای سازه به هم متصل میشوند. اگرچه استفاده از پیچهای سازهای در NZ LSF روند ساخت و ساز را بسیار تسریع میکند اما، محدودیتهایی را در طراحی و اجرای ساختمانهای بلند ایجاد خواهد کرد.
- در این روش، برخورداری از یک اسکلت مستحکم بدون نیاز به استفاده از چند پوشش و لایه آسان خواهد بود.
ما از این اسکلت با عنوان “سازۀ سبک فولادی نیوزیلندی“ یاد کردیم، چرا که استفاده از این سیستم برای ساخت ساختمانهای کم ارتفاع در نیوزیلند رایج میباشد.
منظور از روش کانادایی در سیستم LSF چیست؟
پیش از این که سیستم ال اس اف به یک روش ساخت و ساز شناخته شده و کاربردی در سطح جهان تبدیل شود، استفاده از مواد دیگری همچون چوب، بتن و موارد این چنینی مرسوم بوده است. به عنوان مثال، در کشور کانادا به دلیل فراوانی چوب به واسطۀ وجود جنگلهای انبوه در این کشور، ساختمانهای بسیاری با استفاده از این ماده ساخته شدهاند.
بعدها که آمریکاییها وارد صنعت ساخت و ساز شدند، با استفاده از فولاد به جای چوب به ساختمان سازی به روش کاناداییها پرداختند. از طرفی دیگر، با گذشت زمان کشورهای پیشرفتهای مانند آلمان درصدد تعیین یک سری قانون و قواعد ساخت برای ساختمان سازی به این روش برآمدند، تا بتوانند سازههای فولادی را به عنوان ساختمانهایی پایدار وارد این صنعت نمایند.
در حقیقت، اسکلت فولادی سبکی که امروزه به روش کانادایی ساخته میشوند، از لحاظ ساختاری بسیار شبیه به سازههای چوبی بوده و تنها تفاوت آن جایگزینی فولاد سرد نورد شده با چوب میباشد. سازۀ سبک فولادی در علاوه بر سرعت ساخت، هزینۀ مقرون به صرفه، سهولت در جابهجایی، کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینۀ نیروی کار و مزایای دیگر، یک راه حل برای ساخت ساختمانهای پایدار است.
چرا به این روش میگیم کانادایی؟ اگر بخواهیم دقیقتر بگوییم در اصل این روش اسمش آهنگریه؛ یعنی با یک روش خیلی ساده میتوان یک ساختمان را بنا کرد. حال بیایید به این سؤال که چرا به این روش آهنگری میگوییم، پاسخ دهیم. دلیل این امر آن است که پروفیلهای تولید شده به محل پروژه ارسال شده، در همان مکان برش میخورد و مونتاژ و نصب میگردد. همچنین، این روش دارای آزمون و خطا تا زمان نصب کامل ساختمان میباشد و بروز خطای انسانی در این سیستم امری غیرقابل انکار میباشد.
مقایسۀ سبک نیوزیلندی و کانادایی در سیستم LSF
در حقیقت، میتوان گفت که تفاوت اصلی میان سبک نیوزیلندی و کانادایی در سیستم ال اس اف در شیوۀ تولید، مونتاژ و نصب و امکان بروز خطای انسانی آنها میباشد. در ادامه به بررسی هر یک از این تفاوتها خواهیم پرداخت.
- تولید
در روش کانادایی، پروفیلها در کارخانه به صورت طولی تولید میشود. به این معنا که بر اساس نقشۀ معماری طراحی شده، بایستی برآورد شود که چند مترِ طول پروفیل اِستاد (Stud) و چند مترِ طول رانر (Runner) برای ساخت ساختمان مورد نیاز میباشد. برای مثال، ممکن است این پروفیلها در شاخههای 3 یا حتی 6 متری تولید گردد.
پس از تولید، پروفیلها به محل پروژه ارسال میشود و نصاب بر اساس نقشۀ نصب هر یک از آنها را برش داده و به یکدیگر متصل میسازد. با نصب پروفیلها به یکدیگر و مونتاژ دیوارها، قدم بعدی اجرا و نصب سازه است. این در حالی است که در شیوۀ نیوزیلندی، به دلیل این که نرم افزار بر اساس نقشۀ معماری تمام محاسبات را کاملاً دقیق انجام داده، با انتقال آن به دستگاه میتوان تمام پروفیلهای مورد نیاز را به صوت آماده و برش خورده تولید و به محل پروژه ارسال کرد.
- مونتاژ
یکی دیگر از تفاوتهای موجود میان این دو روش امکانات و نحوۀ مونتاژ دیوارها میباشد. در روش کانادایی هیچ جایی برای عبور پروفیلها از یکدیگر وجود ندارد و حتی جای پیچها در آن مشخص نمیشود. اما در روش نیوزیلندی از طریق دستگاه و بر اساس نقشه معماری محل عبور پروفیلها از یکدیگر و حتی جای پیچها از قبل مشخص و با استفاده از دستگاه انجام میشود. این کار سبب ایجاد سهولت در روند مونتاژ و نصب دیوارها خواهد شد.
به عبارت سادهتر، در سیستم کانادایی امکان عبور پروفیلها از یکدیگر وجود نخواهد داشت و این در حالی است که در روش نیوزلندی بر اساس کاری که به کمک دستگاه بر روی پروفیلها انجام میشود، محل عبور استادها و رانرها از یکدیگر مشخص خواهد شد. تعیین جای پیچها مونتاژ و نصب هرچه سریعتر و مطمئنتر سازۀ LSF را امکانپذیر خواهد کرد.
- خطای انسانی
بروز خطای انسانی از دیگر تفاوتهای موجود میان شیوۀ کانادایی و نیوزیلندی سیستم LSF میباشد. در روش کانادایی به دلیل این که اجرای سازه بر اساس مهارت نصاب انجام میگیرد، میزان خطای انسانی افزایش مییابد. دلیل این امر آن است که تمام اِلمانها توسط نصاب در محل برش میخورد و مونتاژ میگردد.
اما در شیوۀ نیوزیلندی به این خاطر که تمامی پروفیلها بر اساس محاسبات دقیق و از طریق دستگاه تولید میشوند، از میزان بروز خطای انسانی کم خواهد شد. حتی اگه نصاب فردی ماهر نباشد، به دلیل اجرای سازه بر اساس نقشۀ نصب دقت کار بالا بوده و از بروز خطای انسانی کاسته میشود. هرچند که امکان بروز خطای انسانی صفر نخواهد بود.
به دلیل شیوۀ تولید پروفیل در شیوۀ کانادایی، مونتاژ، اجرا و نصب سازۀ LSF نیازمند انجام آزمون و خطا در محل پروژه خواهد بود و این در حالی است که در شیوۀ نیوزیلندی سیستم ال اس اف، به انجام آزمون و خطا در محل پروژه نیازی نخواهد بود. چرا که این کار از قبل توسط نرم افزار CAD/CAM که همۀ محاسبات را به طور دقیق انجام میدهد، صورت گرفته و ساختمان بر اساس یک مهندسی واقعی در محل پروژه نصب میشود.
بررسی مشکلات و ویژگیهای سیستم کانادایی و نیوزیلندی روش ال اس اف
هر روش ساخت و سازی دارای ویژگیها و نقاط قوت و ضعف مربوط به خود میباشد. در اینجا ما به بررسی ویژگیها و مشکلات مربوط به شیوۀ کانادایی و نیوزیلندی در سیستم LSF میپردازیم.
- در روش نیوزیلندی با مصرف کمترین میزان فولاد میتوان باربری سازه را افزایش داد. اما در سیستم کانادایی این امکان فراهم نیست و مجبور خواهیم بود تا برای افزایش قدرت و نیز باربری سازه از بادبند و هلدآن استفاده نماییم.
- در سیستم نیوزیلندی یا همان سیستم مبتنی بر کدکم (CAD/CAM) میتوان میزان باربری و نیز ضعف یا قدرت یک عضو از سازه را به کمک نرم افزار فریم مستر (FRAME MASTER) برآورد و یک سازۀ مطمئن تولید نمود. این در حالی است که در روش کانادایی، ساختمان مدل میشود. به این معنا که ممکن است علاوه بر اجرا و نصب سازه، در روند طراحی نیز خطای انسانی بروز کند. برای پیشگیری از بروز خطا در سیستم کانادایی روش خاصی وجود نداشته و مجبور خواهیم بود از نرم افزار SAP که البته از خطاهای بالایی برخوردار بوده و یک سیستم منسوخ به حساب میآید، استفاده نماییم.
- در شیوۀ نیوزیلندی بر اساس نقشۀ طراحی شده و جزئیات، امکان عبور تأسیسات مکانیکی و الکتریکی از میان دیوارها وجود خواهد داشت. به این معنا که حتی قادر خواهیم بود ابعاد و اندازۀ لازم جهت عبور تاسیسات از داخل دیوارها را تغییر داده، حذف و یا اضافه کنیم. از طرفی دیگر، میتوانیم از طریق نرم افزار مشاهده کنیم که آیا عضو مورد استفاده ضعیف شده است یا خیر. اگر ضعیف شده باشد بایستی آن اِلمان تغییر کند و اگر نه کارها طبق روال عادی مرحله به مرحله جلو میرود، طراحی انجام و سازه تولید میشود.
اما در روش کانادایی امکان عبور تأسیسات مکانیکی و الکتریکی از میان خود سازه وجود ندارد، مگر این که نصاب با استفاده از ابزارهای خاص خود مثل فرز پروفیلها را برش دهد تا بتوان لولهها را از داخل دیوار عبور داد. با این حال اگر این کار با کوچکترین خطای انسانی انجام شود، ممکن است میزان باربری و وزنی که بایستی دیوار تحمل کند، کاهش یافته و خرابیهای جبران ناپذیری به بار آید.
- نصب اجزاء و سایر اقلام جهت تکمیل فرآیند در این دو روش متفاوت خواهد بود. در سیستم نیوزیلندی سطح پروفیلها صاف بوده و هیچ پیچی مشخص نیست. دلیل این امر آن است که از قبل جای پیچها در نظر گرفته شده، توسط دستگاه ایجاد میگردد. به این کار اصطلاحاً “قابلمه کردن” میگویند. اما در روش کانادایی این فرآیند اینگونه انجام نمیگیرد و یک تِلورانس 1 الی 5 میلی متری در سطح پروفیل ایجاد شده و باعث بروز مشکلات در نصب جزئیات میشود. دلیل این امر ان است که جای پیچها در زمان نصب و توسط نصاب مشخص شده و مورد استفاده قرار میگیرد.
- مهمترین مشکل سیستم کانادایی احتمال بروز صدای جیر جیر پس از اتمام نصب و اجرای سازه است. چرا که پیچها بدون هیچ محاسبهای نصب شده و ممکن است سبب شود تا پروفیلها تحمل وزن وارده را نداشته باشند و لرزش کمی در سازه داشته باشیم. امکان بروز این قبیل مشکلات در سیستم کانادایی وجود داشته و این در حالی است که در شیوۀ نیوزیلندی به دلیل انجام محاسبات دقیق از قبل با این مشکلات روبرو نخواهیم شد.
LSF و فناوری CAD/CAM؛ ساخت دقیق و حرفهای یک بار برای همیشه
یک بار بسازید، اما آن را به روش صحیح بسازید! Light Steel Frame یا همان اسکلت فولادی سبک یک روش طراحی و تولید پیشرو در صنعت ساخت و ساز میباشد. ساختمان سازی با سیستم LSF به روش نیوزیلندی آن، با استفاده از سازگارترین نرم افزار مهندسی جهان، یعنی CAD/CAM انجام میپذیرد. این روش تنها سیستم صنعتیای است که هر دو نرم افزار مهندسی و طراحی را ترکیب میکند. استفاده از این نرم افزار با هدف طراحی و ساخت کامل و دقیق سازۀ ال اس اف انجام میگیرد.
زمانی که برای ساخت و ساز روش LSF را انتخاب میکنید، اطمینان داشته باشید که با متخصصانی کاربلد در زمینۀ ساختمان سازی سر و کار خواهید داشت. سیستمها، فرآیند طراحی و ساخت و مواد مورد استفاده همگی بر اساس بررسیهای دقیق تهیه و تولید میشود. بنابراین، شما بهترین گزینۀ ساخت و ساز را در دست خواهید داشت.
