سیستم نیوزلندی LSF در برابر کانادایی

مروری بر سیستم ال اس اف

«LSF» یا Light Steel Frame یک نام شناخته‌شده بین‌المللی برای سیستم ساخت و سازی است که در آن برای تولید سازه از ورق‌های فولادی گالوانیزه، با ضخامت کاهش‌یافته و در نتیجه وزن بسیار کم، استفاده می‌شود. سابقه اولین ساختمان‌های ساخته‌شده 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. برای آشنایی با مفهوم پایه این سازه، ال اس اف چیست؟ را ببینید.

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 زیست‌محیطی، حفاظت از جنگل‌ها، افزایش قیمت چوب و تجربه به‌دست‌آمده در استفاده از فولاد در طول سال‌های جنگ، روش پیش‌ساخته‌سازی ساختمان‌ها و ساخت انبوه سازه‌ها به روش ال اس اف را به دنیا معرفی کرد.

ساخت عناصر جداکننده داخلی، به‌عنوان 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 زمینه طراحی و اجرای ساختمان‌های LSF به شکلی بسیار مثبت و با در دست داشتن شواهدی از مزایای ذاتی این سیستم سازنده نوآورانه، فعالیت دارند. با توجه به ویژگی‌های متعدد سیستم ساخت و ساز LSF، به‌ویژه سبک بودن، سرعت ساخت بالا، هزینه مقرون‌به‌صرفه و پتانسیل بالای آن برای پیش‌ساخته‌سازی، 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 نیوزلندی

نوع بسیار محبوب اسکلت فولادی سبک، سبک نیوزلندی (NZ LSF) آن است که با تکنولوژی CAD/CAM تولید می‌شود. تمامی عناصر سازه‌ای این سیستم در کارخانه و توسط ماشین‌آلات تولید و با استفاده از پیچ‌های سازه‌ای به یکدیگر متصل می‌شوند. سبک نیوزلندی 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 نرم‌افزارهای رایانه‌ای استفاده می‌شود. بنابراین، یک ساختمان LSF که توسط رایانه طراحی و مدل‌سازی می‌شود، یک سازه بسیار دقیق و بدون خطا، در اختیار شما قرار می‌دهد. نرم‌افزار مورد استفاده در روش نیوزلندی سیستم ال اس اف، با نام CAD/CAM شناخته می‌شود. این نرم‌افزار 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 همه 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 «سازه سبک فولادی نیوزلندی» یاد کردیم، چرا که استفاده از این سیستم برای ساخت ساختمان‌های کم‌ارتفاع در نیوزیلند رایج می‌باشد. برای مطالعه بیشتر درباره این سازه، اسکلت ساختاری LSF را ببینید.

منظور از روش کانادایی در سیستم LSF چیست؟

پیش از این‌که سیستم ال اس اف به یک روش ساخت و ساز شناخته‌شده و کاربردی در سطح جهان تبدیل شود، استفاده از مواد دیگری همچون چوب، بتن و موارد این‌چنینی مرسوم بوده است. به‌عنوان مثال، در کشور کانادا به دلیل فراوانی چوب به واسطه 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 ساختمان‌سازی به روش کانادایی‌ها پرداختند. از طرفی دیگر، با گذشت زمان کشورهای پیشرفته‌ای مانند آلمان درصدد تعیین یک سری قانون و قواعد ساخت برای ساختمان‌سازی به این روش برآمدند، تا بتوانند سازه‌های فولادی را به‌عنوان 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. سازه سبک فولادی در روش کانادایی علاوه بر سرعت ساخت، هزینه مقرون‌به‌صرفه، سهولت در جابه‌جایی، کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه نیروی کار و مزایای دیگر، یک راه‌حل برای ساخت ساختمان‌های پایدار است.

چرا به این روش می‌گوییم کانادایی؟ اگر بخواهیم دقیق‌تر بگوییم، در اصل این روش اسمش آهنگری است؛ یعنی با یک روش خیلی ساده می‌توان یک ساختمان را بنا کرد. دلیل این امر آن است که پروفیل‌های تولیدشده 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.

مقایسه سبک نیوزلندی و کانادایی در سیستم LSF

در حقیقت، می‌توان گفت که تفاوت اصلی میان سبک نیوزلندی و کانادایی در سیستم ال اس اف در شیوه 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 به‌صورت طولی تولید می‌شود. به این معنا که بر اساس نقشه معماری طراحی‌شده، بایستی برآورد شود که چند متر طول پروفیل استاد (Stud) و چند متر طول رانر (Runner) برای ساخت ساختمان مورد نیاز می‌باشد. برای مثال، ممکن است این پروفیل‌ها در شاخه‌های ۳ یا حتی ۶ متری تولید گردد.

پس از تولید، پروفیل‌ها به محل پروژه ارسال می‌شود و نصاب بر اساس نقشه 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 شیوه نیوزلندی، به دلیل این‌که نرم‌افزار بر اساس نقشه معماری تمام محاسبات را کاملاً دقیق انجام داده، با انتقال آن به دستگاه می‌توان تمام پروفیل‌های مورد نیاز را به‌صورت آماده و برش‌خورده تولید و به محل پروژه ارسال کرد. برای مطالعه بیشتر درباره این فرآیند، طراحی و تولید سازه LSF را ببینید.

مونتاژ

یکی دیگر از تفاوت‌های موجود میان این دو روش، امکانات و نحوه 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 نیوزلندی 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 سازه LSF را امکان‌پذیر خواهد کرد.

خطای انسانی

بروز خطای انسانی از دیگر تفاوت‌های موجود میان شیوه کانادایی و نیوزلندی سیستم LSF می‌باشد. در روش کانادایی به دلیل این‌که اجرای سازه بر اساس مهارت نصاب انجام می‌گیرد، میزان خطای انسانی افزایش می‌یابد. دلیل این امر آن است که تمام المان‌ها توسط نصاب در محل برش می‌خورد و مونتاژ می‌گردد.

اما در شیوه نیوزلندی به این خاطر که تمامی پروفیل‌ها بر اساس محاسبات دقیق و از طریق دستگاه تولید می‌شوند، از میزان بروز خطای انسانی کاسته می‌شود. حتی اگر نصاب فردی ماهر نباشد، به دلیل اجرای سازه بر اساس نقشه نصب، دقت کار بالا بوده و از بروز خطای انسانی کاسته می‌شود. هرچند که امکان بروز خطای انسانی صفر نخواهد بود.

به دلیل شیوه تولید پروفیل در روش کانادایی، مونتاژ، اجرا و نصب سازه LSF نیازمند انجام آزمون و خطا در محل پروژه خواهد بود و این در حالی است که در شیوه نیوزلندی سیستم ال اس اف، به انجام آزمون و خطا در محل پروژه نیازی نخواهد بود. چرا که این کار از قبل توسط نرم‌افزار CAD/CAM که همه محاسبات را به‌طور دقیق انجام می‌دهد، صورت گرفته و ساختمان بر اساس یک مهندسی واقعی در محل پروژه نصب می‌شود.

جدول مقایسه جامع سیستم نیوزلندی و کانادایی

بر اساس مطالعه‌ای که در نشریه علمی Civilica منتشر شده، جابه‌جایی هدف در سازه LSF نیوزلندی برابر ۲.۲ سانتی‌متر و نیروی متناظر با آن ۱۴.۵ تن گزارش شده است، در حالی که این ارقام برای سازه‌های با روش‌های سنتی بسیار بالاتر است. همچنین، بر اساس گزارش‌های صنعتی، دقت ابعادی در سیستم نیوزلندی به ±۰.۵ میلی‌متر می‌رسد که این رقم در روش کانادایی به مهارت نصاب وابسته است. برای مطالعه بیشتر درباره عملکرد لرزه‌ای این سیستم، ضد زلزله را ببینید.

بررسی مشکلات و ویژگی‌های سیستم کانادایی و نیوزلندی 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 شیوه کانادایی و نیوزلندی در سیستم LSF می‌پردازیم.

• در روش نیوزلندی 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 نیوزلندی یا همان سیستم مبتنی بر کدکم (CAD/CAM) می‌توان میزان باربری و نیز ضعف یا قدرت یک عضو از سازه را به کمک نرم‌افزار فریم مستر (FRAME MASTER) برآورد و یک سازه 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 نرم‌افزار SAP که البته از خطاهای بالایی برخوردار بوده و یک سیستم منسوخ به حساب می‌آید، استفاده نماییم.

• در شیوه نیوزلندی بر اساس نقشه طراحی‌شده و جزئیات، امکان عبور تأسیسات مکانیکی و الکتریکی از میان دیوارها وجود خواهد داشت. به این معنا که حتی قادر خواهیم بود ابعاد و اندازه لازم جهت عبور تأسیسات از داخل دیوارها را تغییر داده، حذف و یا اضافه کنیم. از طرفی دیگر، می‌توانیم از طریق نرم‌افزار مشاهده کنیم که آیا عضو مورد استفاده ضعیف شده است یا خیر. اگر ضعیف شده باشد بایستی آن المان 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 این‌که 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 جبران‌ناپذیری به بار آید.

• نصب اجزا و سایر اقلام جهت تکمیل فرآیند در این دو روش متفاوت خواهد بود. در سیستم نیوزلندی 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 تلورانس ۱ الی ۵ میلی‌متری در سطح پروفیل ایجاد شده و باعث بروز مشکلات در نصب جزئیات می‌شود. دلیل این امر آن است که جای پیچ‌ها در زمان نصب و توسط نصاب مشخص شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• مهم‌ترین مشکل سیستم کانادایی، احتمال بروز صدای جیرجیر 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 شیوه نیوزلندی 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. ساختمان‌سازی با سیستم LSF به روش نیوزلندی آن، با استفاده از سازگارترین نرم‌افزار مهندسی جهان، یعنی CAD/CAM انجام می‌پذیرد. این روش تنها سیستم صنعتی‌ای است که هر دو نرم‌افزار مهندسی و طراحی را ترکیب می‌کند. استفاده از این نرم‌افزار با هدف طراحی و ساخت کامل و دقیق سازه ال اس اف انجام می‌گیرد. برای مطالعه بیشتر درباره این فناوری، CAD/CAM را ببینید.

زمانی که برای ساخت و ساز روش LSF را انتخاب می‌کنید، اطمینان داشته باشید که با متخصصانی کاربلد در زمینه ساختمان‌سازی 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 گزینه ساخت و ساز را در دست خواهید داشت.

چرا هوشمندسازه روش نیوزلندی را انتخاب کرده است؟

شرکت هوشمندسازه آروین آرا با ۱۹ سال تجربه در صنعت ساخت و ساز، به‌عنوان طراح، تولیدکننده و مجری تخصصی سازه‌های LSF، روش نیوزلندی را به‌عنوان رویکرد اصلی خود انتخاب کرده است. دلیل این انتخاب، تعهد به دقت، کیفیت و سرعت در اجرای پروژه‌ها است. در این روش، تمامی محاسبات با نرم‌افزارهای پیشرفته انجام شده و پروفیل‌ها با دقت میلی‌متری در کارخانه تولید و کدگذاری می‌شوند. این یعنی خطای انسانی به حداقل می‌رسد و کیفیت نهایی در تمام پروژه یکنواخت خواهد بود. برای آگاهی از هزینه‌های ساخت، قیمت سازه ال اس اف را ببینید.

شرکت هوشمندسازه آروین آرا آماده همکاری در پروژه‌های مختلف با استفاده از روش نیوزلندی است. برای دریافت مشاوره رایگان درباره انتخاب سبک مناسب پروژه خود، با کارشناسان ما تماس بگیرید.

پرسش‌های پرتکرار

تفاوت اصلی سیستم نیوزلندی و کانادایی در چیست؟ در سیستم نیوزلندی، طراحی و تولید پروفیل‌ها با فناوری CAD/CAM و به‌صورت خودکار در کارخانه انجام می‌شود و قطعات کدگذاری‌شده به محل پروژه ارسال می‌گردند. اما در سیستم کانادایی، پروفیل‌ها به‌صورت خام تولید شده و برش، سوراخ‌کاری و مونتاژ نهایی در کارگاه انجام می‌گیرد.

کدام روش برای مناطق زلزله‌خیز مناسب‌تر است؟ روش نیوزلندی به دلیل دقت بالای اتصالات، یکپارچگی سازه و کاهش وزن، عملکرد لرزه‌ای مطلوب‌تری دارد و برای مناطق زلزله‌خیز مناسب‌تر است. مطالعات نشان می‌دهد که این سیستم در محدوده رفتار الاستیک، به‌خوبی در برابر زلزله مقاومت می‌کند.

آیا در روش نیوزلندی امکان تغییر نقشه در حین اجرا وجود دارد؟ خیر، یکی از محدودیت‌های روش نیوزلندی این است که پس از تأیید نهایی نقشه و شروع تولید در کارخانه، تغییرات سازه‌ای امکان‌پذیر نیست. به همین دلیل، دقت در مرحله طراحی اهمیت زیادی دارد.