به دلیل توسعه روز افزون شهرنشینی و نیاز مبرم به تأمین مسکن در کوتاه ترین زمان ممکن، فناوری های جدید به سمت صنعت ساختمان سوق پبدا کرده است. در این میان، سیستم قاب فولادی CFS به عنوان یک راهکار تخصصی، اقتصادی، و سریع برای تحقق اهداف انبوه سازی مسکن در مقیاس های مختلف ارائه شده است. سیستم CFS، که در ایران غالباً تحت عنوان LSF نیر شناخته می شود، از فولاد گالوانیزه نازک با ضخامت حداکثر ۲.۵ میلیمتر که به اشکال C یا U هستند ساخته می شود. این مقاطع در فرآیند نورد سرد و بدون نیاز به حرارت تولید می شوند که دلیل نامگذاری آنها به “فولاد سرد نورد شده” است.
ماهیت فنی CFS
CFS را در یک جمله می توان با سبکی در عین استحکام توضیح داد. از ویژگی اصلی ساخت و ساز با فولاد سرد نورد شده این است که نسبت مقاومت به وزن در آن بالا است. در واقع این پروفیل ها به دلیل طراحی دقیق و تولید صنعتی با نظارت و دقت بالا، سازه ای را تشکیل می دهند که چندین مزیت کلیدی را به همراه دارد:
کاهش چشمگیر وزن سازه: در این روش ، وزن نهایی ساختمان در مقایسه با روش های سنتی تا حدود ۶۰ درصد کمتر است. این سبک سازی نقش حیاتی در کاهش بارهای لرزهای و افزایش مقاومت در برابر زلزله دارد.
مقاومت در برابر عوامل محیطی: مقاطع CFS به دلیل استفاده از فولاد گالوانیزه مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارند. همچنین، برخلاف سازه های چوبی، در برابر حشرات موذی مانند موریانه کاملاً مقاوم هستند.
ثبات ابعادی و کیفیت یکپارچه: به دلیل تولید قطعات در کارخانه و کنترلی که بر کیفیت محصولات وجود دارد، دقت ابعادی بسیار بالایی را تضمین می کند. این موضوع باعث کاهش خطاهای انسانی در محل نصب شده و کیفیت نهایی ساخت و ساز را یکپارچه می سازد.
اتصالات پیچ و مهرهای: اعضای سازه با استفاده از پیچ های پرمقاومت متصل می شود و این باعث ایجاد پایداری و دوام بالا شده و فرآیند نصب را بسیار آسان می کند.
CFS و الگوی انبوه سازی
در فرآیند انبوه سازی استفاده از سیستمی که سه رکن اساسی شامل سرعت، کیفیت و صرفه اقتصادی را به صورت همزمان محقق کند بسیار مهم و ضروری است. سیستم CFS، به طور هم زمان بر این سه رکن متمرکز شده و نفش اساسی در فرآیند صنعتیسازی ساختمان دارد:
🚀 افزایش چشمگیر سرعت اجرا:
در این روش بخش قابل توجهی از فرآیند ساخت، شامل تولید و پیشساخت قطعات، در کارخانه انجام می شود.
این قطعات به محل پروژه منتقل شده و با سرعت بسیار بالا، مونتاژ میشوند.
حذف عملیات پر زحمت و زمان بر مانند جوشکاری سنگین و قالب بندی گسترده بتن، زمان اجرای پروژه را به شکل چشمگیری کاهش می دهد. در پروژه های بزرگ شهرک سازی و انبوه سازی این موضوع برگ برنده CFS محسوب می شود.
💰 بهینهسازی هزینه ها و ضایعات:
دقت بالا در تولید و کاهش نیاز به برش و اصلاح در محل پروژه، سبب به حداقل رسیدن میزان ضایعات می شود.
سبکی سازه، سبب کاهش هزینه حمل و نقل و کاهش نیاز به استفاده از ماشینآلات سنگین مانند جرثقیلهای بزرگ می شود.
اجرای سریعتر، سبب کاهش هزینههای سربار پروژه مانند دستمزد کارگران، اجاره تجهیزات، و مدیریت سایت و در نتیجه بازگشت سریع تر سرمایه می شود.
♻️ پایداری و محیط زیست:
فولاد یک ماده قابل بازیافت است و در سیستم CFS، این قابلیت بازیافت تا ۹۵ درصد می رسد. این ویژگی CFS را به یک سیستم دوستدار محیط زیست و همسو با مفهوم توسعه پایدار تبدیل می کند.
کاهش استفاده از منابع طبیعی مانند چوب و آب در فرآیند ساخت، از دیگر دلایل دوستدار محیط زیست بودن آن است.
تفاوتهای ظریف CFS و LSF
سیستم CFS و LSF در ایران معمولا به جای یکدیگر استفاده می شوند، اما تفاوت های ساختاری باریکی در میان آنها وجود دارد که عبارتند از:
| ویژگی | سیستم CFS (فولاد سرد نورد شده) | سیستم LSF (قاب فولادی سبک) |
|---|---|---|
| تعریف عام | یک نوع متریال و مقطع ساختمانی است (پروفیلهای C, U, Z) که کاربردهای گستردهای دارد. | نوعی سیستم ساختمانی مبتنی بر دیوارها و قابهای سبک فولادی |
| سیستم باربری | ممکن است به صورت تیر-ستون های اصلی و فرعی عمل کند. | عموماً سیستم دیوار باربر و فاقد تیر و ستون های متعارف است |
| ضخامت ورق | می تواند تا ضخامتهای بالاتر از ۳ میلیمتر هم تعریف شود | استفاده از ورق های نازک تر (اغلب زیر ۲.۵ میلیمتر) با کوتینگ گالوانیزه بالا (مثلاً G180) |
| مصالح پوششی | استفاده از دیوارهای سنتی (آجر، بلوک) به عنوان پوشش | استفاده از مصالح سبک مانند گچبرگ، سمنت برد و فایبرسمنت برد به همراه عایق برای حداکثر کارایی |
به عبارت دیگر، LSF یک نوع کاربرد تخصصی از CFS است که هدف آن ساخت سازه های سبک و سریع با تکیه بر سیستم دیوارهای باربر فولادی است. برای انبوه سازی، این دو مفهوم عملاً در یک راستا عمل می کنند.
چالشها در انبوه سازی با CFS
با وجود مزایای فراوانی که این سیستم دارد، اجرای پروژه های انبوه با CFS نیازمند توجه به نکات تخصصی زیر است:
محدودیت ارتفاع: در حال حاضر، کاربرد اقتصادی و متداول سیستم CFS/LSF برای ساختمان های تا نهایتاً ۵ طبقه با شرایط خاص است. برای سازه های بلندتر، باید از سیستمهای ترکیبی استفاده شود.
کنترل کیفی اتصالات: نظارت دقیق بر اجرای اتصالات پیچ و مهرهای و رعایت گشتاورهای مشخص شده در طراحی، برای اطمینان از عملکرد صحیح سازه در برابر بارهای جانبی مانند زلزله و باد حیاتی است.
عایقبندی مناسب: با توجه به نازکی پروفیلهای فلزی، عایقبندی حرارتی و صوتی با استفاده از پشم سنگ، پلیاستایرن یا سایر عایقها درون قابهای دیواری ضروری است تا عملکرد ساختمان از نظر مصرف انرژی بهینه شود.