پوشش سازه های فضایی


 

1پوشش سازه های فضایی

تقسیم بندی‌های متفاوتی برای پوشش سقف سازه‌های فضایی ارائه گردیده است که مهم ترین آن را طبقه بندی بر مبنای نورگیری می‌توان نام برد. از این منظر سازه های فضایی، در دو رسته پوشانه های نورگیر و پوشانه های مسدود کننده نور (ساندویچ پانل)تقسیم می‌شوند که در ادامه هر یک از انواع این پوشش ها به طور خلاصه توضیح داده می‌شوند.

1.1پوشانه‌های نورگیر

در ادامه مصالح مصرفی مربوط به پوشانه‌های نورگیر درج می‌گردد. شیشه، ورق پلی کربنات، پلاستیک و پرده هوا از جمله این مصالح است.

1.1.1ورق پلی کربنات

این پوشش که به عنوان پوششی با وزن سبک شناخته می‌شود، در رنگ‌های مختلف تولید می‌شود که در هر شرکت تولید کننده بر اساس جداول رال، رنگ مورد نظر انتخاب می‌گردد. وزن یک متر مربع ورق ده میلیمتری این پوشش 7 کیلوگرم می‌باشد. از آنجا که این پوشش در یک سمت خاصیت ضد اشعه ماوراء بنفش[1] دارد، بایستی در هنگام نصب دقت کافی به عمل آید تا رویه دارای این خاصیت در بالای کار (به بیان دیگر دربیرون فضای پوشش داده شده) قرار گیرد. ورق‌های پلی کربنات، اساساً خاصیت ضد تعریق نداشته و در مواردی که تأمین نور محیطی بر عهده این پوشش می‌باشد، برای پیشگیری از ایجاد حالت گلخانه‌ای و شرجی شدن فضای محصور شده بایستی تمهیداتی توسط گروه طراحی شرکت سازه فضایی ویتر که متشکل از معمار، محاسب و مهندسین تأسیسات می‌باشد اندیشیده شود. یکی از راهکارهای پیشنهادی استفاده از پرده هوا است. در زیر یک نمونه از جداول رال نشان داده شده است.

شکل ‏1‑1- نمونه ای از جداول رال

طبقه بندی ورق‌های پلی کربنات: ورق‌های پلی کربنات در سه دسته تخت، موج دار (کروتینگ) و چند جداره قرار می‌گیرد. انتخاب هر یک از این سه نوع بسته به بار وارد بر سازه و کاربری آن توسط گروه طراحی شرکت سازه فضایی ویتر هر مجموعه انجام می‌گیرد. در ادامه، هر یک از این انواع شرح داده می‌شود.

شکل ‏1‑2- ورق پلی کربنات تخت


ورق پلی کربنات تخت در ضخامت‌های 0.7 تا 20 میلیمتر تهیه می‌شود که انتخاب ضخامت بر اساس بار وارده بر سازه و میزان باربری هر کدام از ضخامت‌ها انجام می‌شود. در زیر نمونه‌ای از ورق‌های پلی کربنات تخت نشان داده شده است.

 

شکل ‏1‑3- نمونه ای از ورق پلی کربنات کروگیت سینوسی


ورق پلی کربنات موج دار که با نام ورق پلی کربنات کروگیت نیز شناخته می‌شود، در طرح‌های سینوسی و ذوزنقه‌ای (شادولاین) تولید می‌شود که در زیر نمونه ای از این نوع ورق‌ها نشان داده شده است.

 

انتخاب ضخامت پوشش، فاصله و طول اوج و حضیض، با توجه به بار وارده و دهانه تحت پوشش بر اساس محاسبات مشخص می‌شود.

ورق پلی کربنات چند جداره نیز که با نام‌ هالوشیت شناخته می‌شود، در انواع دو جداره و سه جداره تولید می‌گردد که جداره هر یک از این انواع می‌تواند خرپایی یا مستطیلی باشد. در زیر نمونه ای از این نوع مصالح درج شده است:

شکل ‏1‑4- ورق پلی کربنات هالوشیت

لازم به توضیح است که کلیه پوشش های پلی کربنات همانند شیشه در دو نوع معمولی و مشجر تولید می‌شوند.

 

نمونه ای از جزئیات نصب این نوع پوشش به زیرسازی و گره سازه فضایی در زیر آمده است:  

 

شکل ‏1‑5- یک نمونه جزئیات پیشنهادی نصب ورق پلی کربنات در سازه گوی سان

همان‌طور که در این تصویر دیده می شود، برای قرار گیری پوشش بر سازه بایستی ابتدا زیر سازی انجام گیرد. در سازه گوی سان نشان داده شده، از سوراخ موجود در گوی، قطعه اتصالی مانند نبشی خارج شده و زیر سازی بر آن قرار می‌گیرد. زیر سازی بسته به میزان بار وارده می تواند از نوع قوطی و یا پروفیل هایی از نوع ناودانی و زد باشد.

1.1.2شیشه

شیشه‌ها نیز در طبقه بندی‌های مختلفی ارائه گردیده اند که از جمله آنها می‌توان به تقسیم بندی بر مبنای جداره و طبقه بندی بر اساس میزان عبور نور اشاره کرد. از دیدگاه جداره، شیشه‌ها به تک جداره، چند جداره و شیشه‌های کمانی شکل تقسیم می‌شوند. فضای موجود در جداره شیشه‌های چند جداره با خلأ و یا گاز آرگون محصور خواهد شد. از دیدگاه میزان عبور نور نیز، شیشه‌ها به صورت معمولی و سکوریت هستند. نحوه اتصال پوشانه به سازه فضایی اصلی نیز، به صورت فریم لس و پیچ که نوع مرسوم آن اسپایدر می‌باشد، انجام می‌گیرد؛ به عبارت دیگر برای اتصال این پوشش به سازه فضایی نیازی به اجرای زیر سازی نمی‌باشد و تنها اجرای اسپایدر بر اتصالات سازه موجود کافی خواهد بود. از مهم ترین مزیت‌های این پوشش نیز، خاصیت ضد اشعه ماورای بنفش می‌باشد. برای بر شمردن معایب این نوع پوشانه نیز، می‌توان به ترد شکنی و حساسیت زیاد این مصالح نسبت به دما اشاره کرد. برای جلوگیری از شکستن این پوشش در هنگام تغییرات دمایی، بایستی پیش بینی درز انبساط انجام شود. یک نمونه اتصال سازه فضایی به این پوشش در زیر نشان داده شده است:

 

 

 

شکل ‏1‑6- اتصال شیشه به گوی سازه فضایی

همانطور که در این تصویر نشان داده شده است، در پوشش شیشه ای، نیازی به اجرای زیر سازی نبوده و پیچ مرکزی اسپایدر به گره سازه فضایی متصل می گردد. پیچ های موجود در کناره اسپایدر نیز، به شیشه متصل خواهد شد.

1.1.3پلاستیک

این پوشش، برای سازه‌های گلخانه ای و سازه‌های با کاربری موقت مناسب هستند و از آنجا که در درصدهای مختلف ضد اشعه ماوراء بنفش تولید می‌شوند، بر اساس کاربری‌های مختلف سازه بایستی ضخامت و میزان درصد ضد ماوراء بنفش توسط گروه طراحی انتخاب گردد.

1.1.4پرده هوا

این پوشانه از اقسام پوشش‌های تأمین کننده نور است که با استفاده از یک دستگاه دمنده هوا، هوای متراکم شده را به بیرون فرستاده و به عنوان پوشش استفاده می‌شود. این پوشش بیشتر برای سازه‌های ایستاده[2] استفاده می‌شود.

1.2پوشانه‌های مسدود کننده نور

همان طور که نام این گروه از پوشانه‌ها مشخص می کند، این پوشش نمی‌تواند نقش تأمین کنندگی نور را برعهده گیرد. از جمله این پوشش‌ها می‌توان ساندویچ پنل، ورق گالوانیزه، پوشش UPVC و چادر‌ها را نام برد.

1.2.1ساندویچ پنل

این پوشش از پنج لایه تشکیل شده است که لایه میانی در حقیقت به عنوان عایق عمل می‌کند. این پنج لایه شامل لایه میانی که عایق صوت و حرارت می‌باشد، دو لایه چسب و دولایه بیرونی که این دو لایه در رنگ‌های مختلف تولید می‌گردند. ساندویچ پنل‌ها، در انواع سقفی و دیواری و ضخامت‌های متفاوت (از 4 تا 25 سانتی متر) تولید می‌شوند که انتخاب ضخامت و شکل پوشش بر اساس میزان بار وارده و دهانه توسط تیم طراحی انجام می‌گیرد.

از مصالحی که به عنوان عایق استفاده می‌شود، می‌توان پلی اورتان، پلی استایرن، پشم شیشه و پشم سنگ را نام برد. دو لایه بیرونی عایق نیز، می‌تواند فولاد، آلومینیوم و یا PVC باشد. نکته مهم این که در صورتی که دو لایه بیرونی از جنس PVC باشد، عایق مورد استفاده بایستی حتماً از جنس پشم سنگ و یا پشم شیشه باشد. مهم ترین مزایای عایق موجود در این پوشانه را می‌توان وزن سبک آن به شمار آورد. دو لایه بیرونی نیز، همانطور که در بالا قید گردید می‌تواند از جنس ورق فولادی گالوانیزه -که با چند لایه رنگ اپوکسی پوشش شده است- ورق آلومینیومی ‌و یا PVC باشد. پیشنهاد می‌گردد در محل‌هایی که در معرض رطوبت بالا هستند از ساندویچ پنلی استفاده گردد که در سمتی که در مجاورت رطوبت است در آن از رویه آلومینیوم استفاده شده باشد. لایه عایق ساندویچ پنل در دانسیته حدود 35 تا 45 کیلوگرم در هر متر مکعب تولید می شود. در زیر یک نمونه اتصال ساندویچ پنل به سازه فضایی گوی سان نشان داده شده است.

 

 

شکل ‏1‑7-جزئیات اتصال ساندویچ پنل به سازه فضایی گوی سان

1.2.2ورق گالوانیزه

این ورق‌ها در ضخامت‌های 0.4، 0.5، 0.65، 0.75، 1.0 و 1.2 میلیمتر تهیه شده تهیه می‌شوند. برای اجرای این پوشانه یک لایه عایق – عمدتاً از جنس پشم شیشه و یا پشم سنگ- که توسط مش‌های فلزی و یا مش‌های از جنس PVC مهار شده اند بر سازه قرار می‌گیرند. نکته مهم این که چنانچه در اجرای این پوشش از مش فلزی استفاده شود، بایستی این مش، حتماً گالوانیزه باشد. با توجه به کاربری و حساسیت ریزشی چشمه های مش مهارکننده عایق، با تراکم متفاوت پیش بینی و تهیه می‌شوند. ورق های گالوانیزه در طرح های سفالی، شادولاین و سینوسی با تنوع رنگ جداول رال تولید می‌شوند. فاصله و ارتفاع بین اوج و حضیض‌ها در ورق های سینوسی و شادولاین‌ها توسط شرکت تولید کننده این پوشش تعیین می‌شود. برای تهیه ورق گالوانیزه مناسب (از دیدگاه میزان فاصله بین هر اوج و حضیض) نیاز به مشاوره گروه طراحی می‌باشد.

1.2.3ورق UPVC

این پوشش ورق یک لایه بوده و در عرض های 20 سانتی متری تولید می‌شوند. اتصال آنها توسط نافه موجود در دوانتهای عرض 20 سانتی متری انجام می‌گردد.

1.2.4چادر

انواع چادر ها در دو دسته چادر های موقت و چادر های دائمی‌تولید می‌شوند. چادر های موقت ضد آب[3] نیستند. در حالی که چادر های دائمی، ضد آب بوده و در درصدهای متفاوت ضد اشعه ماوراء بنفش تولید می‌شوند.

لازم به توضیح است که کلیه پوشش های نام برده در بالا، توسط پیچ های خودکار به زیرسازی پوشش متصل می‌شوند.

1.3زیر سازی پوشش

تمام پوشانه ها، نیاز به زیرسازی دارند. این زیر سازی با نام لاپه[4] یا پرلین نیز خوانده می‌شود. بسته به نوع پوشش، دهانه تحت باربری و تراکم اعضای سازه فضایی تعریف زیر سازی متفاوت است. چنانچه، سازه اصلی سقف از تراکم بالایی برخوردار باشد، برای زیرسازی مقرون به صرفه است از قوطی های از جنس فولاد نرمه با حداقل ضخامت و مقطع مناسب -که پس از انجام محاسبات مقدار دقیق آن مشخص می‌شود و بایستی عرض کافی برای یراق اتصالات داشته باشد- استفاده شود.

در صورتی که شبکه لایه بالای سازه فضاکار چشمه های با طول و عرض زیاد باشد، به جای مقطع قوطی می‌توان از مقاطع Z، ناودانی و یا قوطی استفاده کرد که بر اساس محاسبات، مقطع دقیق آن مشخص می‌شود. نمونه جزئیات اجرایی انواع پوشش به زیر سازی در موارد قبلی نشان داده شده است. نکته مهم این که در سازه هایی که دارای پوشانه شیشه و با اتصالات از نوع اسپایدر می باشند، نیازی به اجرای زیر سازی نخواهد بود. از سوی دیگر چنانچه، اتصالات در سازه فضایی از نوع تک پیچ باشد، می توان پرلین را به صورت درجا با سازه اصلی اجرا نموده و یا پوشش مستقیماً به گره های سازه فضایی متصل گردد.

 

 

[1] Anti UV (Ultra Violet)

[2] Stand

[3] WaterProof

[4] Purline

بازگشت