دیوارهای کرتین وال

ساختارهای دیوارهای کرتین وال تهویه دار

در سالهای 1960-1950 استفاده از پوشش‌های تهویه‌‌دار رواج یافت. تیغه‌‌های سنگی ضخیم به ضخامت mm 75-50 توسط قلاب‌‌های استیل ضد زنگ بر روی دیوارهای بیرونی نصب شد.

الیاف و فوم‌‌های شیشه‌‌ای معدنی متنوعی برای عایق بندی دیوارهای خارجی استفاده شد. پنل‌‌های سنگی بعد از نصب توسط درزگیرهای کشسان درزگیری شدند، البته از اتصال‌های روکار نیز اگرچه زیاد رایج نیست استفاده می‌‌شد.

اندازه و ضخامت پنل‌‌های سنگی بر اساس تجربه و محاسبات تعیین می‌‌شدند بنابراین پنل‌‌های سنگی خمیده نمی‌‌شدند و وزن زیادی نیز نداشتند. در نتیجه سنگ نما گزینه‌‌های متنوعی برای انتخاب داشت. پس از آن سیستم‌‌های ساختاری مختلفی از نمای سنگی تهویه‌‌دار برای بازار ایجاد شد که در آن‌‌ها از قاب‌‌های پیش ساخته فولادی یا آلومینیومی‌‌، ریل‌‌ها‌‌، چوب یا قلاب‌‌های سنگی استفاده می‌‌گردید

. متداول ترین روش نصب، نصب پین یا ریل بالابر است.  وزن نما تقریبا xxx kg/m² است که باید در مهندسی سازه مورد توجه قرار گیرد. بزرگترین نقطه ضعف نمای کرتن تهویه‌‌دار را می‌‌توان درزهای دیوار دانست. درزگیری باید طبق چرخه‌های تعمیر و نگهداری از پیش تعیین شده به صورت مداوم تمدید شود.

تغییر شکل پنل‌‌های سنگی و خرابی ساختار قاب نیز از معایب دیگر آن است. به علاوه سیستم نما به فشارهای مکانیکی، مانند تجهیزات برف روبی حساس است. با این وجود این نما رایج ترین سیستم مورد استفاده در فنلاند است و روند کنونی از سیستم‌های نمای سبک، توسعه یافته و انعطاف پذیر به طور فزاینده‌ای حمایت می‌‌کند.

در دهه 2000 ساختارهای پنل سنگی تهویه‌‌دار در نمای ساختمان‌‌های عمومی در قاره اروپا تحت عنوان نماهای سنگی کرتن تهویه‌‌دار استفاده شد.

این نماها بیشتر از پنل‌‌های سرامیکی ساخته می‌‌شوند. در هر حال باید به این نکته اشاره نمود که تحول عظیمی در استفاده از مصالح سنگی به وجود آمده است. در نماها ضخامت سنگ‌‌های ضخیم بیرونی بین mm 20-10 است که بدین معنی است که سازه‌‌ها در حدود %60 سبک‌‌تر از نماهای رایج سالید استون هستند.

پنل‌‌های سنگ طبیعی به پنل پایه که به عنوان زیر ساختار در نظر گرفته می‌‌شود و یا به یک قاب مجزا متصل می‌‌گردد و درزگیری نمی‌‌شود. در بسیاری از سامانه‌‌ها  پایه یا قالب سازه از بتن رین-فورست فایبر (fibre‐ reinforced) و یا بتن ارات (aerated) ساخته می‌‌شود.

در برخی از سیستم‌‌ها دیگر نیز سنگ طبیعی به بتن ارات، اسکلت یا ساختارهای دیگر متصل می‌‌شود. وزن نما تقریباً 50-30 کیلوگرم بر متر مربع است و سنگ بکار رفته در نما بست‌‌ها و اتصالات آشکاری دارند. این ساختار امکان جابجایی‌‌های مختلف و نگهداری در آب وهوا‌های متفاوت را فراهم می‌‌آورد و در برخی موارد خاص سازه ممکن است اتصال‌‌های تانگ‌اند گروو (tongue‐and‐groove)  یا پلین-ویکند (weakened‐plane) داشته باشد.

ساختار نمای سبک و تهویه‌‌دار با اتصالات آشکار نیز برای بازسازی مناسب است. اگر از ساختار نصب شده بیرونی اضافی در ساخت و ساز استفاده شود، ایمن‌‌ترین راه برای اتصال آن به شیوه سنتی استفاده از ساختار قاب نمای سنگی است. به ویژه در فنلاند، سطح بیرونی عایق اضافه شده باید در برابر آب وهوا و نفوذ رطوبت مقاوم باشد.

به عنوان مثال سیستم اجزای سبک استونل (Stonel) یک سیستم بازسازی نما است که اغلب در فنلاند استفاده می‌‌شود. اجزای سنگی، پنل‌های کوچک آجری استیل هستند اما می‌‌توان از همان اصل برای ساختن نمای بازسازی پنل سنگی استفاده نمود.

اگر سیستم اجازه استفاده از اتصالات نمایان را داشته باشد، می‌‌توان درزگیری نکرد و مقاومت سیستم در برابر آب و هوا خوب خواهد بود. سیستم اجزای کوچک باید مدولار (M1)  باشد و امکان جایگزین کردن سنگ‌‌های مختلف را فراهم ‌‌کند.

این سیستم همچنین باید برای تعمیر دیوارهای شالوده و پایه‌‌های ستون مناسب باشد. همچنین پنل‌‌های نمای سنگی در بازار وجود دارد که به طور مستقیم به یک پنل پلی اورتان (polyurethane panel) زمینه چسبانده شده است که نقش عایق اضافی را نیز ایفا می‌‌کند.

این که چگونه می‌‌توان نمای سنگی ساختمان سبز را دوست داشتنی و زیست محیطی کرد را می‌توان با یک مثال نشان داد. DNW  (Deutscher Naturwerkstein ‐ Werband)  در مطالعات خود زمینه استفاده از نمای سنگی در ساختمان اداری Opera Tower در فرانکفورت-ام-مین (rankfurt‐am‐Main) را فراهم کرده است.

این ساختمان توسط معمار کریستوف مکلر Christoph Mäckler طراحی شد و در سال 2009 تکمیل گردید. این بنا یک ساختمان اداری به ارتفاع 170 متر با 43 طبقه است. انتخاب مصالح نما سالانه در حدود 23 درصد انرژی و 1800 تن دی اکسید کربن را در مقایسه با نمای شیشه-آلومینیوم صرفه جویی می‌‌کند. این ساختمان 30000 متر مربع نما دارد و در گواهینامه LEED به سطح طلایی رسیده است (DNW, 2014).

برای این مکان، هزینه‌‌های انرژی و چرخه زندگی یک متر مربع نمای سنگی تهویه‌‌دار با یک متر مربع نمای آلومینیوم شیشه‌‌ای قابل مقایسه بود. ساختار نمای سنگی و دیوار خارجی تهویه‌‌دار مرسوم است که توسط دیوار بتنی لود برینگ نگه‌‌داشته می‌‌شود و ساختار آن در زیر ارائه شده است.

با توجه به مصرف انرژی اولیه، نتایج نشان داد که هزینه‌های انرژی نمای آلومینیوم شیشه‌ای تقریباً سه برابر بیشتر از نمای سنگی ارزیابی شد. تأثیر محیطی نمای شیشه‌ای – آلومینیومی تقریباً 360 درصد از نمای بتنی سنگی بیشتر مشاهده گردید و به‌‌ طور طبیعی، سبک معماری ساختمان‌ها نیز بسیار متفاوت بود.

بنابراین، اگر سنگ و هزینه چرخه عمر ساختمان در مرحله اولیه طراحی در نظر گرفته شود، بدون شک نمای سنگی سنتی جایگزین نمای مرسوم سبک وزن خواهد گردید.

اما متأسفانه، معیار انتخاب نما اغلب صرفاً یا بر اساس ترجیح و سلیقه طراح یا سازنده در استفاده از مصالح نما مرسوم است‌‌، یا بر اساس هزینه‌های ساخت و ساز بدون هیچ گونه تفکر و ارزیابی علمی و در نظر گرفتن هزینه‌های چرخه زندگی است.

بنابراین توسعه و پیاده سازی سیستم‌‌های نماهای جدید مستلزم این است که محصولات توسعه یابند و تأیید رسمی در تمامی سطوح ضروری باشد. طراحان باید دانش کافی در رابطه با مصالح داشته باشند، امکان ارائه راه‌‌ حل‌‌های مناسب با جزئیات کافی در سطوح مختلف از عهده‌ی آن‌‌ها خارج نباشد و امکان دسترسی به کتابخانه‌ها و ابزارهای مناسب مدل سازی (BIM) را داشته باشند.

نتیجه‌‌ گیری

سنگ طبیعی یک ماده زیست محیطی و طبیعی است که برای طراحان، سازندگان و کاربران امکان جایگزین شدن در موارد متفاوتی را فراهم می‌‌نماید. خواص ساختاری و فیزیکی سنگ طبیعی و میزان مقاومت آن در برابر موارد مختلف در سازه‌‌ها و شرایط اقلیمی فنلاند در بلند مدت به خوبی شناخته شده است. سازه‌‌های سنگی سابقه‌ی طولانی در طول تاریخ حیات بشر دارند و با نگهداری و مراقبت صحیح تقریباً به عنوان یک ماده ماندگار در نظر گرفته شده است.

مهمترین مشکلات فنی مربوط به استفاده از سنگ، مربوط به مشکلات نفوذ آب و رطوبت است که با برنامه ریزی و اجرای دقیق می‌‌توان از برروز آنها  به خوبی جلوگیری کرد. از طرف دیگر تغییرات آب و هوایی و شرایط محیطی نیز فشار وارد شده بر سنگ را افزایش می‌‌دهد.

از دیدگاه معماری، سنگ یک ماده پیچیده است به طوریکه انسان‌‌ها یا به آن علاقه زیادی دارند یا از آن متنفرند.

در مورد سنگ اغلب اولین چیزی که به ذهن افراد متبادر می‌‌شود سازه‌‌های عمومی و محیطی است. همچنین تصور می‌‌شود که این مصالح ساختمانی بسیار با ارزش و گران قیمت هستند و نگهداری آنها پر زحمت است، به همین دلیل به ندرت در ساخت و سازهای روزمره یا مسکن‌‌های شخصی از آن استفاده می‌‌شود.

همچنین استفاده از بتن نیز از نمای سنگی مرسوم، چه در نماهای جدید و چه در بازسازی نماها، پیشی گرفته است و بنابراین توسعه نماهای جدید انعطاف پذیر و رقابتی به موضوعی مهم تبدیل شده است.

ساختمان‌‌های سنگی آتی عوامل اقتصادی، انرژی، محیط زیست و سلامت در کل چرخه‌ی عمر ساختمان‌ها را در نظر می‌‌گیرند و با  محبوبیت جهانی روزافزون سنگ به سمت سیستم‌های دسته‌‌بندی محیطی ساختمان‌ها (ساختمان سبز) و کیفیت آگاهی سازندگان و مالکان هدایت می‌‌شویم در نتیجه این واقعیت که مصالح ساختمانی در همان محدوده‌ی مکانی تولید می‌‌شود اهمیت فزاینده‌‌ای پیدا می‌‌کند.

این امر باعث می‌شود که سنگ فنلاندی قابل رقابت با سایر مصالح ساختمانی باشد.

در هنگام طراحی مراکز شهر و فضاهای ساخته شده، زیبایی دلپذیر و معماری حرفه‌ای با بکارگیری مصالح با کیفیت و نمای با دوام مورد نیاز است.

هنگامی که سنگ طبیعی به طور صحیح طراحی و اجرا شود ویژگی‌‌هایی دارد که از نسل بعدی سازه‌‌های سنگی انتظار می‌‌رود.

باید به یاد داشته باشیم که فرآوری سنگ طبیعی یکی از حیاتی ترین بخش های تولید سنگ است.