1- کلیات پوشش سنگ
سنگ از قدیمی‌ترین مصالح ساختمانی طبیعی به شمار می‌رود که قدمت استفاده از آن به بیش از 12000 سال قبل می‌رسد. سنگ‌های ساختمانی به دلیل زیبایی ظاهری و هزینه نگهداری پایین، ازجمله مصالح متداول برای پوشش‌های ساختمانی به شمار می‌روند. سنگ‌های ساختمانی از نظر کیفی باید سالم، بادوام و خوش ظاهر بوده و در هنگام انتخاب لازم است به مشخصات فیزیکی (چگالی، تخلخل، درصد جذب آب و …)، مشخصات مکانیکی (مقاومت فشاری، خمشی، سایشی و …) و دوام و پایداری در برابر عوامل جوی، تغییرات ابعادی و پایداری در برابر نمک‌های محلول و بخارات شیمیایی که احتمال می‌رود سنگ در معرض آن قرار گیرد، توجه شود.
در صورت طراحی و اجرای صحیح و اصولی، پوشش سنگ از دوام بالایی برخوردار می‌باشد. این طراحی و اجرای اصولی، بر اساس قابلیت‌ها و محدودیت‌های سنگ و سیستم نگهدارنده آن به منظور مقاومت در برابر تمامی نیروهای وارد بر آن بر اساس ضوابط و مقررات مربوطه، بایستی انجام پذیرد.
از جمله این ضوابط و مقررات می‌توان به ضابطه شماره 714 اشاره نمود که در سال 1395 با عنوان “دستورالعمل طراحی سازه‌اي و الزامات و ضوابط عملکردي و اجرایی نماي خارجی ساختمان‌ها منتشر و لازم‌الاجرا گردید. با توجه به اهمیت بصری نمای خارجی و نقش آن در محافظت از ساختمان در برابر عوامل محیطی، در این مقاله و بر اساس توصیه‌های دستورالعمل فوق به بررسی روش‌های اجرا و جزئیات اجرایی نماهای دارای پوشش سنگ طبیعی پرداخته شده است.
2- انواع نماهای خارجی
انواع نماهاي خارجی متداول شامل دیوار پرده‌اي (Curtain wall)، دیوار نما (Veneer wall) و نماي مهار شده به دیوار میان‌قابی (Infill wall) هستند (شکل 1) که هرکدام می‌توانند به صورت مهار شده یا چسبانده شده اجرا شوند. اصطلاح نماي پوششی (Cladding) یک واژه کلی است که به کلیه نماهاي دیوار خارجی اطلاق می‌شود.
2-1- دیوار پرده‌اي (Curtain wall)
دیوار پرده‌اي، داراي قاب سازه‌اي جداگانه است که مستقیماً به آن متصل شده و مجموعه به مانند یک پرده روي سطح خارجی ساختمان را می‌پوشاند. در یک دیوار پرده‌اي، بارهاي ناشی از وزن نما، باد و زلزله مستقیماً از دیوار به قاب سازه‌اي منتقل می‌شود. به طور معمول حداقل 50 میلی‌متر فاصله بین دیوار پرده‌اي و قاب سازه‌اي درنظر گرفته می‌شود. این فاصله براي تطابق بی‌نظمی‌هاي ابعادي غیرقابل پیش‌بینی در قاب است. نمونه‌اي از دیوارهاي پرده‌اي، دیوار پرده‌اي شیشه -آلومینیوم است.
دیوارهاي پرده‌اي غیرشفاف شامل پانل‌هاي بتنی پیش‌ساخته، پانل‌هاي مسلح شده با الیاف شیشه، پانل‌هاي فلزي و نظایر آن است. در دیوارهاي پرده‌اي غیرشفاف ممکن است به منظور فراهم کردن امکان نازك‌کاري دیوار داخلی، افزودن عایق حرارتی، برق‌کاري و عبور لوله‌هاي تأسیساتی در داخل دیوار، یک دیوار پشتیبان اضافه شود.
از آنجا که دیوار پرده‌اي مستقیماً به قاب سازه‌اي متصل است، بار باد را به قاب و درنتیجه به تیر و ستون منتقل کرده و لذا در برابر بار باد مقاومت می‌کند. در این حالت به دیوار پشتیبان (درصورت وجود) هیچ بار بادي وارد نمی‌شود.
2-2- دیوار نما (Veneer wall)
این نوع نما مشابه دیوار پرده‌اي غیرشفاف است. دیوار نما می‌تواند در سازه‌هاي قابی و سازه‌هاي دیوار باربر استفاده شود. در این نوع نما وجود یک دیوار پشتیبان اجباري است. بارهاي وارد بر دیوار نما به دیوار پشتیبان منتقل می‌شود. دیوار پشتیبان بارها را به قاب سازه‌اي ساختمان منتقل می‌کند. دیوار نما به دو نوع مهار شده و چسبانده شده تقسیم می‌شود. در نماي مهار شده، مهار، نما را به سازه پشتیبان متصل می‌کند.
بنابراین علاوه بر انتقال و تحمل بار ثقلی نما، این مهار باید بارهاي باد و زلزله را از نما به دیوار پشتیبان انتقال دهد. دیوار نماي مهار شده، عموماً با یک فضاي خالی 50 میلی‌متري بین نما و دیوار پشتیبان به صورت یک دیوار زه‌کش طراحی می‌شود.
در نماي چسبانده شده، نما به دیوار پشتیبان چسبانده می‌شود. در این حالت حتماً باید نما با المان مناسب براي تحمل بارهاي لرزه‌اي به دیوار پشتیبان مهار شود و چسباندن تنها به منظور انتقال بارهاي ثقلی است. نماي چسبانده شده، دیواري با سطح آب‌بندي (Face-sealed (barrier) wall) شده است. دیوارهای EIFS و Stucco نمونه‌هایی از دیوار با سطح آب‌بندي شده هستند.
2-3- نماي مهار شده به میان‌قاب (Infill wall)
نماي خارجی مهار شده به میان‌قاب (دیوار غیرباربر قرار گرفته در فضاي بین تیر و ستون) در فضاي خالی بین تیرها و ستون‌ها قرار می‌گیرد و در این حالت قاب سازه‌اي در معرض دید قرار دارد. نماي مهار شده به میان‌قاب، تنها در سازه‌هاي قابی استفاده می‌شود و به دو صورت مهار شده و چسبانده شده طراحی می‌شود.
در سازه‌هایی که چنین سیستم نمایی دارند، به دلیل پائین بودن مقادیر مقاومت حرارتی قاب سازه‌اي بتنی یا فولادي، مشکل عایق‌بندي حرارتی وجود داشته و انتقال حرارت از طریق تیر و ستون انجام می‌شود. با توجه به اینکه در دیوار پرده‌اي و دیوار نما، قاب سازه‌اي ساختمان پوشانده می‌شود، می‌توان کارایی حرارتی بالاتري بدست آورد. از لحاظ لرزه‌اي جزئیات و دتایل‌هاي این نوع نما ساده‌تر از سایر انواع نما می‌باشد.
3- روش‌های اجرای پوشش سنگی در نمای خارجی
بر اساس روش‌های اجرای پوشش سنگی، نماهای خارجی به دو گروه نماهای چسبانده شده و نماهای مهار شده تقسیم می‌شوند.
3-1- نماهاي سنگ چسبانده شده
نماهاي سنگی چسبانده شده که با زیرسازي اندود سیمانی یا مواد چسباننده به دیوار نگهدارنده متصل می‌شوند، از لحاظ رفتاري به تغییر شکل‌ها حساس‌اند و رفتار لرزه‌اي آن‌ها متکی به لایه نگهدارنده زیرین است. این نماها به صورت طبیعی ترد هستند. تغییر شکل لایه زیرین در این نماها منجر به ایجاد ترك می‌شود که این ترك عامل جداشدگی نما از دیوار نگهدارنده است. بنابراین اجراي این گونه نماها بدون وجود مهار لرزه‌اي (اسکوپ) ممنوع است.
براي اینکه نماي چسبانده شده داراي مهار لرزه‌اي، عملکرد لرزه‌اي مناسبی داشته باشد باید دیوار نگهدارنده نما با جزئیات و دتایل‌هاي مناسب از اثرات جابجایی نسبی طبقات (دریفت) جداسازي شده و محافظت شود یا تغییر مکان‌هاي سازه با استفاده از سیستم‌هاي باربر جانبی مناسب محدود شود. آسیب‌پذیرترین نقاط نماي سنگی چسبانده شده، محل قطع‌شدگی‌ها از قبیل بازشوها و گوشه‌ها است.
به ازاي هر 2/0 مترمربع نماي سنگی باید حداقل از مهار سیمی فولادي به قطر 3 میلی متر (یا سطح معادل آن) با روکش روي یا روکش‌هاي غیرفلزي استفاده شود. این مهار سیمی باید حلقه‌اي با پایه‌هاي با طول بیش از 400 میلی‌متر باشد که این پایه‌ها خم شده و در ملات درز نمای سنگی قرار گیرند. 50 میلی‌متر انتهایی از هر پایه سیمی باید با زاویه‌ی 90 درجه خم شود. حداقل ضخامت ملات سیمانی که بین دیوار پشت‌بند و نماي سنگی قرار می‌گیرد باید 25 میلی‌متر باشد.
بست‌هاي نما باید داراي مقاومت کافی براي تحمل کل وزن نما در حالت کششی باشند. فاصله نما از دیوار پشت‌بند باید حداکثر 50 میلی‌متر باشد و این فاصله باید توسط ملات سیمان پرتلند و ماسه پر شود و قبل از گیرش، نما و دیوار پشت‌بند باید با آب تمیز خیس شده و در هنگام ریختن ملات کاملاً مرطوب باشند.
3-2- نماهاي سنگ مهار شده
نماهاي سنگی مهار شده نماهایی هستند که به سازه نگهدارنده خود با قطعات مکانیکی متصل می‌شوند. این نوع نماها هم در مقابل شتاب و هم در مقابل تغییر مکان حساس هستند. در این نوع نماها شتاب اعمالی ممکن است سبب شکست یا خرابی اتصالات شود و سبب خارج شدن قطعات نما از مکان‌شان گردد. همچنین تغییر مکان‌هاي نسبی سازه نگهدارنده می‌تواند باعث جابجا شدن یا دررفتن قطعات نمای مهار شده شود.
میزان خطرآسیب دیدگی و خسارت در قطعات نماي مهار شده می‌تواند از طرق زیر کنترل شود:
- محدود کردن نسبت هاي دریفت سازه نگهدارنده؛
- جداسازي نما از دریفت طبقه از طریق اتصالات لغزشی یا درزها؛
- مهار نمودن نما با اتصالاتی که با در نظرگرفتن نیروهاي وارده و اثر مولفه قائم زمین‌لرزه طراحی شده باشند.
باید توجه خاصی به طراحی نقاطی که قابلیت تغییر شکل‌هاي زیاد دارند، از قبیل بازشوها و گوشه‌ها معمول شود. قطعات سنگی مهار شده با ضخامت بیش از 40 میلی‌متر باید به طور مستقیم به دیوار پشتیبان بنایی یا بتن یا اِستادهاي فلزي مهار گردند.
