ساختمان کاونسیل هاوس
ساختمان کاونسیل هاوس (به انگلیسی: Council House ) به اختصار ch۲ دراسترلیا برای ساختمان‌ها سیستم رده بندی به نام ستاره سبز وجود دارد. در استرالیا [شش ستاره سبز] بالاترین رتبه است. استفاده از آبگرمکن‌های خورشیدی و منابع ذخیره آب باران در ساختمان‌ها و استفاده از روش‌های تهویه داخل ساختمان به صورت طبیعی، از نخستین مواردی است که باید رعایت شود. [ساختمان کاونسیل هاوس] دو با [شش ستاره سبز]، با فناوری منحصربه‌فردش برندهٔ جوایز متعددی در زمینه معماری، و معماری پایدار در استرلیا شده است. جدا سازی زباله‌ها در مبداء، لزوم اندازه‌گیری دمای داخل، کنترل میزان مصرف برق در طول شبانه روز، و تشویق کارمندان به استفاده از دوچرخه و وسایل حمل و نقل عمومی برای آلوده نکردن محیط زیست، از فعالیت‌های عادی ساختمان کاونسیل هاوس به شمار می‌آید. تمام مواد و مصالحی که قرار است در نازک کاری ساختمان‌ها به کار روند دارای شناسنامه سبز هستند و باید نشان دهند این مواد چگونه تهیه شده و بعد از چند سال چگونه به چرخه طبیعت بر می‌گردند، این امر حتی شامل صندلی‌ها هم می‌شود. در غیر این صورت معماران مجاز به استفاده از آنها نیستند. CH۲ یک ساختمان آینده نگر است که می‌تواند راهی را که استرالیا، و البته دنیا به سوی معماری پایدار طی می‌کند، نمایش دهد. کاونسیل هاوس در اگوست ۲۰۰۶ به اتمام رسید. معماری پایدار در تمام جنبه‌های آن و در همه طبقات ساختمان رعایت شده است. تاسیسات تصفیه آبهای زیر زمین، کاربرد مواد تغیییر حالت دهنده در سرمایش، پنجره‌های خود کار برای خارج کردن گرما در شب، آفتابگیرهایی که با حرکت خورشید تغییر جهت می‌دهند و حتی ظروف نگه داری گیاهان در نما، همگی نشان از تفکری نو دارند. گرچه بیشتر اصول به کار گرفته شده در ساختمان کاونسیل هاوس جدید نیستند- مانند ذخیره گرما برای ایجاد سرمایش یا استفاده از گیاهان برای کنترل نور ورودی و… – ولی پیش از این در استرالیا سبکی چنین جامع و به هم پیوسته به کار گرفته نشده بود.CH۲ استانداردهای جدیدی به ارمغان آورده که نشان می‌دهد چگونه یک ساختمان می‌تواند استانداردهای مالی، اجتماعی، و زیست محیطی را با هم رعایت کند.
CH۲ همانند بوم زیست کرهٔ زمین طراحی شده که مجموعهٔ گسترده‌ای است از اجزای به هم پیوسته. همان گونه که در کره زمین بررسی نقش هر بخش بدون مراجعه به کل غیر ممکن است،CH۲ هم از اجزای متعددی تشکیل شده که در کنار هم، برای ساختمان گرما، سرما، برق و آب تولید می‌کنند و در همان حال محیطی هماهنگ با هم می‌آفرینند. به طور مثال رنگ‌های تیره گرما را جذب می‌کنند و هوای گرم بالا می‌رود. بر اساس همین خاصیت، نمای شمالی CH۲ ده دریچهٔ تخلیه هوا با رنگ تیره دارد که از خورشید گرما جذب می‌کنند و هوای ماندهٔ داخل را به بالا رانده و از ساختمان بیرون می رانند (به علت قرار گرفتن استرلیا در نیمکرهٔ جنوبی، آفتاب در شمال ساختمان حرکت می‌کند). دریچه‌های نمای جنوبی رنگ روشن دارد که هوای تازه را از بام به سمت پایین توزیع می‌کنند. کارکنان این ساختمان می‌توانند جریان هوای تازه را در فضای کاری خود با دریچه‌های تعبیه شده در کف هر طبقه تنظیم کنند. آفتابگیرهای ضلع غربی که از چوب بازیافت شده ساخته شده‌اند، بر نما سایه می‌اندازند. انرژی حاصل از صفحات خورشیدی بام، برق مورد نیاز برای حرکت آفتابگیرها را تامین می‌کنند که با توجه به وضعیت خورشید در آسمان تغییر جهت می‌دهند. این اجزا دست به دست هم می‌دهند تا معیارهای معماری پایدار، محیطی سالم و کنترل شده به وجود آورند. هر روزه در حدود صد هزار لیتر فاضلاب از کانال خیابان کالینز (در مجاورت CH2) گرفته می‌شود. یک کانال فاضلاب شهری معمولاً ۹۵٪ آب در خود دارد که این چیزی نیست جز هدر دادن آب و افزایش بار فاضلاب در شبکه. در CH۲ این فاضلاب وارد تصفیه خانه ساختمان می‌شود که آب را از آن جدا می‌کند و قسمت جامد را به شبکه فاضلاب می‌فرستد. آب استخراج شده با سیستم میکرو فیلتر تصفیه می‌شود که آبی با درجه A را تهیه می‌کند که برای استفاده غیر آشامیدنی مناسب است. بخشی از آب بازیافت شده برای تامین آب شبکه سرمایش، موتورخانه، سیفون توالت‌ها و سامانهٔ آب فشان اطفای حریق استفاده می‌شود. مابقی در دیگر ساختمان‌های شهرداری، فواره‌ها و تاسیسات شهری استفاده می‌شود. حجم آب قابل ملاحظه‌ای هم با جمع آوری آب باران در ساختمان کاونسیل هاوس ذخیره می‌شود.
باغ‌های عمودی
بخشی از آب بازیافت شده برای آبیاری باغ‌های عمودی به کار می‌روند که در سرتا سر نمای شمالی ساختمان وجود دارند. این باغها برای کمک به سایه افکنی و جلوگیری از نور شدید خورشید و همچنین طروات بخشیدن به هوای داخل طراحی شده‌اند. گیاهان در گلدان‌های مخصوصی هستند که در بالکن‌های هر طبقه ثابت شده‌اند. پیچکهای بالا رونده را شبکه‌ای ساخته شده از فولاد ضد زنگ نگه داری می‌کنند. پیچکهای هر طبقه قد می‌کشند و پیجک‌های طبقه بالاتر راه آنها را ادامه می‌دهند.
برج‌های آب فشان و مخازن سردکننده
در سیستم سرمایش ساختمان کاونسیل هاوس ، در مقایسه با سیستم گرمایش آن، هزینهٔ بیشتری صرف شده است، به این دلیل که فعالیت‌های انسانی و لوازم الکترونیکی داخل ساختمان گرمای قابل ملاحظه‌ای ایجاد می‌کنند. سامانهٔ تولید هوای گرم این ساختمان چنان طراحی شده که از این گرما استفاده کند. در نتیجه بخش عمده انرژی برای سرمایش ساختمان استفاده می‌شود. در CH۲ هوای تازه خارج ساختمان از ارتفاع حدود ۱۷ متری سطح خیابان به داخل آب فشان‌های ضلع شمالی ساختمان هدایت می‌شود. در همان حال که هوا در داخل برج‌ها پایین می‌آید، در اثر تبخیر آب پاشیده شده با دوش، خنک می‌شود. هوای خنک به مغازه‌های طبقه همکف و آب خنک به مخزن مواد تغییر حالت دهنده در زیر زمین رسانده می‌شود. این مخزن سرما را در خود ذخیره می‌کند. آب خنک شده در برج‌ها در مخزن حرکت می‌کند و باعث یخ زدن مواد درون آن می‌شود. جریان آب جداگانه‌ای هم که در صفحات و لوله‌های سردکننده در طبقات در جریان است، از داخل مخزن می‌گذرد و خنک می‌شود. آب سردی که در صفحات سقفی و لوله‌های جلوی پنجره‌ها جریان می‌یابد، سرمای ملایمی ایجاد می‌کند که با دمای حدود ۱۸ درجه سانتی گراد بر فضای کاری فرود می‌آید. این روش، جایگزین روش سنتی استفاده از فن برای دمیدن هوای سرد بر افراد ساختمان است.
پنجره‌های خودکار برای تهویه شبانه
ساختمان کاونسیل هاوس شب هنگام با تهویه طبیعی خنک می‌شود. پنجره‌های ضلع شمالی و جنوبی به صورت خودکار باز میشوند تا اجازه دهد هوای تازه و خنک وارد اتاقها شود، هوای گرم را خارج کند و در نتیجه ساختمان خنک شود. این فرایند تخلیه شبانه یا تخلیه هوا در شب نامیده می‌شود. حسگرهای باد، باران و دما پنجره‌ها را به صورت خودکار باز و بسته می‌کنند. هوای خارج ساختمان در فرایند تخلیه شبانه، سقف‌های بتنی ۱۸۰ میلی‌متری پیش ساخته را خنک می‌کند و سقف، با توجه به ظرفیت حرارتی بالای بتن، سرمای زیادی را در خود ذخیره می‌کنند، سرمای ذخیره شده در بتن در طول روز به اتاقها پس داده می‌شود و به سرمایش آنها کمک می‌کند و در نتیجه بار برودتی موتورخانه را در تابستان تا ۱۴٪ کاهش می‌دهد.
برآوردها
برآورد شده است که صرفه جویی ناشی از ویژگی زیست محیطی CH۲، در مقایسه با ساختمان‌های متداول، بتوانند هزینه‌های اضافی ساخت آن را در ۱۰ سال جبران کند، اگرچه بیشترین ارزش CH۲ در این است که همچون الگویی قابل نسخه برداری است. انتظار می‌رود ساختمان کاونسیل هاوس ۸۵٪ برق کمتر و ۸۷٪ گاز کمتر در مقایسه با ساختمان پنج ستارهٔ ABGR مصرف کند. این بدین معنی است که CH۲ فقط ۱۳ تا ۱۵ درصد از انرژی ای را که ساختمان سابق شهرداری استفاده می‌کرد به کار می‌برد. برآورد می‌شود CH۲ ۶۰٪ کمتر از بهترین ساختمان پنج ستاره، و یک پنجم ساختمان سابق شهرداری ملبورن گازهای آلاینده تولید کند. مجموعهٔ جامع بازرسی بوم زیست شناختی مصالح ساختمان، همه جنبه‌های تولید و حمل آنها را در ارتباط با تاثیر بر محیط و افراد استفاده کنند از ساختمان مورد ارزیابی قرار داده است. با وجود کاهش چشمگیر هزینه‌های ناشی از مصرف انرژی، سود اقتصادی این پروژه بیشتر در افزایش بهره‌وری نیروی انسانی، کاهش غیبت کارمندان و جایگزینی آنها (به خاطر ایجاد محیطی مطبوع و سالم) است که سالانه میلیون‌ها دلار به کارفرمایان ضرر می رساند. بررسی‌ها نشان می‌دهند بهینه‌سازی هوای داخل ساختمان کاونسیل هاوس در سامانهٔ تهویهٔ پروژه‌ای مانند CH۲ می‌تواند باعث کاهش ۴٫۹ درصدی غیبت کارمندان شود. پیش بینی می‌شود این موضوع بتواند باعث ذخیره ۱٫۲ میلیون دلار برای شهر ملبورن شود.”
این دستگاه با ایجاد حرارت بالا، حاصل از سوختن گاز اکسیژن و استیلن(در حدود ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد) در دو سر آرماتوری که میخواهند به یگدیگر متصل شوند، باعث ایجاد پیوند بین دو آرماتور شده بطوری که اتم ها در دو لبه آرماتور در اثر حرارت و فشار بالا بدون ایجاد تغییر شیمیایی با هم آمیخته و امتزاج صورت میگیرد و سطح یکپارچه ای را فراهم می آورند.
نحوه کار دستگاه نحوه کار دستگاه :
صرفه جویی های ناشی از استفاده از دستگاه جوش سر به سر میلگرد :
•صرفه جویی در مصرف میلگرد در حدود ۲۰ تا ۳۰ درصدی با حذف اورلپ و پرت .
•صرفه جویی در زمان اجرای کار و افزایش سرعت جوشکاری
•نیاز به نیروی انسانی کمتر (دو نفر).
•کاهش حمل و نقل ها با توجه به کاهش مصالح مصرفی.
•اتصال میلگردهای غیر قابل مصرف (پرت) به یکدیگر و استفاده مجدد از آنها
نحوه متصل شدن قطعات دستگاه جوش سر به سر میلگرد
پی های گسترده از یک لایه بتن مسلح در زیر تمامی ساختمان تشکیل می شوند و برای انتقال بار ساختمان به خاک زیرین قسمت تحتانی این لایه بتن طراحی میشوند.
پی های گسترده برای ساختمانهایی مورد استفاده قرار می گیرند که بر روی زمینهای قابل تراکمی همچون خاکهای رس بسیار نرم ، رسوبات آبرفتی و مواد خاکریز قابل تراکم بنا می شوند و در آن جا پی های نواری پایداری لازم رابه وجود نمی آورند .
پی های گسترده معمولا به دو شکل مورد استفاده قرار می گیرند: پی گسترده با لایه بتن تخت و پی گسترده با لایه بتن پنجه پهن . در پی گسترده تخت ، دال بتنی بر روی بستری از بتن نظافت و لایه ای از عایق رطوبتی جهت جلوگیری از نفوذ رطوبتی به دال بتنی ریخته می شود، این دال در هر دو سطح فوقانی و تحتانی دارای آرماتور بندی است و ضخامت یکسانی دارد.
پی گسترده در دو جهت حالت پیوسته دارد و معمولا سطحی معادل یا بزرگتر از مساحت ساختمان یا سازه را در می گیرد. از پی های گسترده در این موارد استفاده می شود:
برای سازه های سبک بار روی خاکهای دارای ظرفیت باربری ضعیف، در مواردی که تنوع موجود در شرایط خاک گسترش قابل توجه بار را ضروری می سازد، برای بارهای سنگین تر به جای پی های جداگانه، در موارد بزرگ بودن نشستهای ناهمسان و در مواردی که احتمال نشست معدنی وجود دارد.
تحلیل پی های گسترده عموما به دو روش صلب و غیر صلب (انعطاف پذیر) صورت می گیرد . درفرض صلبیت فوندانسیون ها درمورد پی های منفرد با توجه به ابعاد متعارف آنها تا حدود زیادی نزدیك به واقعیت می باشد . اما درارتباط با پی های نواری و گسترده فرض صلبیت كامل پی چندان نزدیك به واقعیت نبوده و دربسیاری از موارد منجر به طراحی های دست بالا و بعضا نادرست می گردد . راه حل صلب جهت تحلیل پی ها به روش سنتی مبتنی برتعادل استاتیكی می باشد . دراین روش فرض می گردد كه پی به مراتب صلب تر و سخت ازخاك بستر بوده ،بدین معنی كه هرگونه تغییر شكل درپی به به اندازه ای كوچك است كه تاثیر معنا داری درتوزیع فشار كف پی ندارد .
بنابراین بزرگی و توزیع فشار كف پی فقط بستگی به وزن پی و بار وارده داشته و درصورت اعمال برایند بارها برمركز سطح پی عكس العمل یكنواخت و درغیر این صورت به صورت غیر یكنواخت خطی خواهد بود. بااین فرض و توزیع خطی فشار در زیر پی،محاسبه لنگرهای خمشی و نیز تغییر فرم پی برای پی های منفرد و گسترده ساده خواهد بو د.
اگر چه این نحوه تحلیل برای پی های منفرد مناسب می باشد، ولی بااین روش نمی توان پی های نواری و گسترده رابه درستی مدل نمود،زیرا نسبت عرض به ضخامت پی های گسترده خیلی بزرگ بوده و فرض صلبیت نزدیك به واقعیت نخواهد بود و فاقد ارزش است .
ازآنجا كه در روش های غیر صلب آثار تغییر شكل های موضعی پی درعكس العمل خاك زیر پی درنظر گرفته می شود . لذا نیاز به رابطه ای بین تنش و جابه جایی بوده كه این عمل بااستفاده از مدول عكس العمل بستر لحاظ می گردد.
q : فشار وارده از پی به زمین
S : میزان جابجایی پی
k : ضریب عكس العمل بستر
ضریب عكس العمل بستر یا دارای واحد نیرو برحجم بوده كه معمولا ازآزمایش بارگذاری صفحه به دست می آید . از معایب تحلیل غیر صلب پی ها این است كه استفاده ازآنها تاحدودی پیچیده بوده و با روش های دستی و ابزارهای معمولی مسیر نیست،زیرا آنها اندركش خاك – سازه و توزیع تنش درزیر پی به صورت ساده و خطی نمی باشد . لذا جهت تحلیل اندر كنش خاك و پی تعداد مجهولات و معادلات به حدی است كه تحلیل دستی مقدور نمی باشد .
به هر حال با توجه به حجم قابل توجه معادلات و محاسبات ماتریسی استفاد از كامپیوتر برای آنالیز پی ها الزامیست . دراین گونه نرم افزار ها اندركش پی نواری یا گسترده با خاك زیر پی توسط بستری از فنرها با سختی معادل مدل می شوند.
بخش هایی از پی كه تغییر شكل بیشتری را متحمل می شوند،فشارهای بیشتری را درفنرها پدید آورده كه مبین عكس العمل بیشتر بستر خواهد بود.
اين روش با استفاده از قالب های با ابعاد، طول cm 50 ، عرض 65 سانتي متر و ارتفاع 25 سانتي متر که جایگزین بلوک های سفالی هستند انجام می شود . با توجه به نقشه هاي محاسباتي مي توان قالبها را به يكديگر تا طول مورد نظر توسط پيچ هايي مناسب متصل ساخت اين عمل همچنين باعث افزايش قدرت باربري قالبها و نيزكاهش زمان حمل و اجراي سقف مي گردد .
لازم به ذكر است در محل اتصال قالب به تيرهاي اصلي و ژوئن ها قطعه الحاقي قالب به صورت در پوشي به عرض 15 سانتي متر در انتهاي قالبها بسته خواهد شد .
در اين سيستم ضمن رعايت ضوابط آيين نامه اي ، به دليل سادگي حمل و اجرا ، يكپارچگي بتن تيرچه با سقف، صلبيت بالاي سقف و عدم دفن قالب ها در بتن باعث كاهش هزينه ها و وزن ساختمان ونيزافزايش ايمني و مقاومت در برابر زلزله مي گردد .
زير سازي اين سقف مشابه سقف تيرچه و بلوك ومطابق با آيين نامه ها و نشريه 94 مي باشد : ابتدا جكها و زير سازي مناسب با پروفيل هاي چوبي يا فلزي يا مصالح مشابه موجود در هر كارگاه ساختماني انجام و در صورت افزايش ارتفاع طبقات داربست مناسب يا سازه هاي قابل مونتاژ اجرا مي گردد . سپس قالبهاي پلاستيكي روي آنها چيده شده و پس از روغن كاري مناسب در حد چرب شدن قالبها ، حداقل ميلگرد هاي محاسباتي تيرچه ها داخل قالبها نصب مي گردد. كه بدليل اجراي درجاي تيرچه ها در اغلب موارد نيازي به هر گونه جوشكاري ، ساخت خرپا و ميلگرد مونتاژ نبوده و تنها شامل آرماتورهاي اصلي ،تقويتي و منفي مي باشند .
به دليل امكان افزايش عرض جان تيرچه در اين قالب ديگر نيازي به استفاده از تيرچه دوبل نداريم كه اين امر باعث سبك سازي و كاهش هزينه ها مي گردد .
با نصب ميلگردهاي حرارتي كلاف نرم نمره 6 يا شبكه ميلگرد پيش ساخته نمره 6 و قرار دادن اسپيسر روي قالب ها جهت تامين پوشش مناسب بتن و ميلگردهاي حرارتي ، سقف آماده بتن ريزي خواهد بود .
در صورت استفاده از بتن با رواني مناسب ، پخش، تسطيح و ويبره مناسب آن ، مي توان با خروج آسان قالب شاهد سطح مطلوب بتن نمايان يا اكسپوز بود و حتي در صورت تمايل در مشاعات و پاركينگ ها سطح بتن را رنگ آميزي كرده و ساير آيتمهاي نازك كاري را حذف نمود .
در صورت تمايل مي توان با نصب قطعاتي بين قالبها و در محل تيرچه و ژوئن ها محل عبور تاسيسات را
بدون نياز به تخريب و كنده كاري داخل سقف ها پيش بيني نمود كه اين امر باعث حذف عمليات پوكه ريزي يا كف سازي جهت تاسيسات ، جلوگيري از پوسيدگي ، عايق كاري و تعمير ارزان و در نهايت سبك سازي اسكلت خواهد شد .
با قرار دادن صفحه هاي پيش ساخته فلزي جوش شده يا قطعات گالوانيزه مناسب داخل قالب ها قبل از
بتن ريزي مي توان ساپورت هاي مناسب جهت تاسيسات ، نصب آويز و اجراي سقف كاذب را پيش بيني نمود كه هزينه هاي بعدي را كاهش خواهد داد .
پس از گذشت زمان حداقل 7 روز از بتن ريزي سقف مي توان اقدام به باز كردن قالبها نمود پس از باز كردن زير سازي سقف و قالبهاي تيرها به علت جنس پلاستيكي قالب و خاصيت جمع شدگي در بتن ، قالبها براحتي از سطح بتن جدا شده وشاهد بتني نمايان در زير سقف خواهيم بود .
حفاري محل ميخها مي‌بايست در فواصل مشخص مطابق نقشه‌هاي اجرايي به وسيله دستگاه حفاري ضربه‌ای D.T.H و يا مشابه آن صورت گيرد. حفاري گمانه‌هاي مورد نظر مي‌تواند در جبهه‌هاي مختلف كاري صورت پذيرد. شكل زیر نمونه‌اي شماتیک از انجام عمليات حفاري را نشان مي‌دهد.
