نماذج الخرسانة العازلة

نماذج الخرسانة العازلة أونماذج الخرسانة المعزولة أحد أنظمة صب الخرسانة المسلحة، عادةً ما تكون مصنوعة من مادة صلبة عازلة للحرارة والتي تعمل في مكانها كركيزة داخلية وخارجية دائمة للجدران والأرضيات والأسقف. النماذج تعبير عن وحدات قياسية متشابكة مكدسة بشكل جاف (دون ملاط) وتُملأ بالخرسانة. تُثبت الوحدات مع بعضها البعض، مثل: مكعبات ليجو، وتشكل نموذجًا للجدران أوالأرضيات الهيكلية للمبنى. أصبح استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء أمرًا مألوفًا لكلٍ من المباني التجارية منخفضة الارتفاع والمباني السكنية عالية الأداء، إذ اُعتمدت قوانين صارمة أكثر كفاءة لاستخدام الطاقة وقوانين البناء المقاومة للكوارث الطبيعية. تُستخدم نماذج الخرسانة العازلة مع الأساسات الضحلة المحمية من الصقيع، والتي ابتكرتها شركة ليجاليت السويدية. صممت ليجاليت أول بلاطة واستخدمتها في البناء في مدينة كونغالف بالسويد في عام 1983، والتي لديها نظام تسخين بدائي لتدفئة الهواء المار في أنابيب صب البلاطة الخرسانية. يوجد حاليًا أكثر من 20 مليون قدم مربع من أنظمة ليجاليت الأرضية المشعة لتدفئة الهواء المرُكبة في جميع أنحاء العالم.

تطورها

طُورت النماذج الأولى لجدران الخرسانة العازلة من البوليسترين الموسع في أواخر الستينيات من القرن العشرين بعد انتهاء صلاحية براءة الاختراع الأصلية وظهور البلاستيك الرغوي الحديث من قبل شركة باسف. قدم المقاول الكندي فيرنر غريغوري أول براءة اختراع لنموذج من الخرسانة الرغوية في عام 1966، وهي كتلة «يبلغ ارتفاعها 16 بوصة وطولها 48 بوصة، مزودة بمشابك ذات ألسنة وأخاديد وأربطة معدنية وقلب من المربعات المجوفة». من السليم الإشارة إلى حتى الشكل البدائي لصب الخرسانة في نماذج الخرسانة العازلة يعود إلى عام 1907، كما يظهر في براءة الاختراع المعنونة باسم «كتلة البناء»، للمخترع إل آر فرانكلين. فرضت براءة الاختراع طوبة متوازية الشكل ذات تجويف أسطواني مركزي، متصلة بالوجهين العلوي والسفلي بواسطة تخويش.

زاد الاعتماد على استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء بشكل متزايد منذ سبعينيات القرن الماضي، على الرغم من العوائق في البداية بسبب قلة الوعي وقوانين البناء والتشوش الناتج عن الكثير من الشركات المُصنعة المتنوعة التي تبيع تصاميم مختلفة قليلاً لنماذج الخرسانة العازلة بدلًا من الهجريز على توحيد مقاييس الصناعة. أصبح استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء الآن جزءًا من معظم قوانين البناء ومقبولًا في معظم السلطات القضائية في دول العالم المتقدم.

عمليات البناء

تُصنع نماذج الخرسانة العازلة من أي من المواد التالية:

رغوة البوليسترين (الأكثر انتشارًا الموسع أوعن طريق البثق).
رغوة البولي يوريثان (بما في ذلك رغوة فول الصويا).
ألياف الخشب المدعمة بالأسمنت.
خرز البوليسترين المدعم بالأسمنت.
الخرسانة الخلوية.

تُوضع عادةً أسياخ الصلب المسلحة (حديد التسليح) داخل النماذج قبل صب الخرسانة لإكسابها قوة الانحناء، على غرار الجسور والمباني عالية الارتفاع المصنوعة من الخرسانة المسلحة. تُملأ النماذج بالخرسانة، مثل: القوالب الخرسانية الأخرى، باستخدام «مجموعة مضخات» عالية بارتفاع من 1 قدم إلى أربعة أقدام للتحكم في ضغط الخرسانة وتقليل خطر الانفجارات.

بعد معالجة الخرسانة، تُهجر النماذج في مكانها باستمرار لتزويدها بفوائد متنوعة، اعتمادًا على المواد المستخدمة:

العزل الحراري
مقاومة انتشار الحريق.
المسافة اللازمة لهجريب التوصيلات الكهربائية وأعمال السباكة. تستوعب مواد النماذج الموجودة على جانبي الجدران الهجريبات الكهربائية وأعمال السباكة بسهولة.
دعم الجدران الجافة أوغيرها من التشطيبات الداخلية الأخرى والجص والطوب أوأي كساء خارجي آخر.
تحسين جودة الهواء الداخلي.
مستويات الرطوبة المقررة ونموالعفن المخفف (عازل الرطوبة).

اعتبارات تصميم المباني

عند تصميم مبنى باستخدام نماذج الخرسانة العازلة في جدران البناء، يجب الأخذ في الاعتبار دعم وزن أي جدران لا تقع مباشرة على الجدران الأخرى أوعلى أساسات المبنى. يجب أيضًا الأخذ في الاعتبار حتى الجزء الحامل لحمل جدار من نماذج الخرسانة العازلة هوالخرسانة، والتي تكون بدون تجهيزات خاصة، ولا تمتد في أي اتجاه إلى حافة النماذج. يجب تنظيم وضع الأجزاء الرأسية للخرسانة بالنسبة لأنظمة الشبكات والأعمدة والعتب بهذه الطريقة (على سبيل المثال، البدء من الزوايا أوالفواصل اللقاءة (مثل: المداخل) والعمل على الالتقاء بالجدار غير المكسور) لنقل الحمولة بشكل سليم من العتب (أوالكمرة الساندة) إلى السطح الداعم للجدار.

تكلفتها

تُعتبر التكلفة الأولية لاستخدام نماذج الخرسانة العازلة بدلاً من تقنيات البناء التقليدية حساسة بالنسبة لثمن المواد والعمالة، ولكن يضيف البناء باستخدام نماذج الخرسانة العازلة من ثلاثة إلىخمسة بالمائة من إجمالي ثمن الشراء على البناء باستخدام الإطارات الخشبية. يُكلف استخدام نماذج الخرسانة العازلة في معظم الحالات حوالي 40% أقل من البناء التقليدي (بالنسبة للطابق السفلي) بسبب مدخرات العمالة من الجمع بين خطوات متعددة في خطوة واحدة. استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء أكثر تكلفة عادة، ولكن عند إضافة فتحات كبيرة، يصبح استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء فعالًا جدًا من حيث التكلفة. تتطلب الفتحات الكبيرة في البناء التقليدي روافع كبيرة وأعمدة ساندة، في حين يقلل استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء من التكلفة، إذ لا يلزم سوى الصلب المقوى مباشرةً حول الفتحة.

يسمح استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء بوحدات تدفئة وتبريد أصغر بنسبة تصل إلى 60% لخدمة نفس مساحة الأرضية، مما يمكن حتى يخفض تكلفة المنزل النهائي بما يقدر بنحو0.75 دولار للقدم المربع. لذلك،قد يكون صافي التكلفة الإضافية المقدرة من 0.25 دولار إلى 3.25 دولار. يؤهل استخدام نماذج الخرسانة العازلة في المنازل أيضًا الحصول على ائتمانات ضريبية، مما يؤدي إلى تخفيض التكاليف بصورة كبيرة.

تُعد المباني المستخدمة لنماذج الخرسانة العازلة أقل تكلفة بمرور الوقت، إذ تتطلب طاقة تسخين وتبريد أقل لنفس المساحة مقارنةً بأساليب البناء الشائعة المتنوعة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، تكون تكاليف التأمين أقل من ذلك بكثير، إذ حتى استخدام نماذج الخرسانة العازلة في المنازلقد يكون أقل عرضة للتضرر من الزلازل والفيضانات والأعاصير والحرائق والكوارث الطبيعية الأخرى. تقل تكاليف الصيانة والوقاية أيضًا، إذ لا تحتوي المباني المستخدمة لنماذج الخرسانة العازلة على خشب، والذي يمكن تعفنه بمرور الوقت أوتعرضه للهجوم من الحشرات والقوارض.

مميزاتها

يوفر استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء القوة ومقاومة الصدمات والمتانة والعزل الممتاز للصوت والشد المحكم، وذلك في المناطق الزلزالية والمعرضة للأعاصير. استخدام نماذج الخرسانة العازلة في البناء أمر مثالي في المناخات المعتدلة والمتنوعة مع اختلافات كبيرة في درجات الحرارة اليومية، في المباني المصممة للاستفادة من استراتيجيات الكتلة الحرارية.

مراجع

^ "History of ICFs". RJ Pierson. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2019. اطلع عليه بتاريخ 11 أبريل 2019.
^ "History of ICFs". RJ Pierson. مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2018. اطلع عليه بتاريخ 11 أبريل 2019.
^ Cristian Angeli, "Insulating concrete forms", 2018, Legislazione tecnica, (ردمك 978-88-6219-292-7).
^ Haefs, Brian. "Forms and Function". Green Building Solutions. American Chemistry Council, Inc. مؤرشف من الأصل في 07 أبريل 2010. اطلع عليه بتاريخ 06 مايو2010.
^ . مؤرشف من الأصل فيخمسة سبتمبر 2015. اطلع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2019. Invalid |script-title=: missing prefix (مساعدة)
^ "Archived copy". مؤرشف من الأصل في 01 أغسطس 2010. اطلع عليه بتاريخ 18 أبريل 2010. صيانة CS1: الأرشيف كعنوان (link)
^ . مؤرشف من الأصل في 28 نوفمبر 2016. اطلع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2019. Invalid |script-title=: missing prefix (مساعدة)
^ Panushev, p. 16
^ ["The homeowner’s handbook to energy efficiency, p. 166"], John Krigger and Chris Dorsi
^ [American Society for Testing and Materials (ASTM) Designation: C976]