تحقیق معماری گیاه نی در صنعت ساختمان

نتیجه گیری:

استفاده از نی در صنعت ساختمان، از لحاظ فنی و بخصوص صرفه جویی در مصرف انرژی و حفظ محیط زیست دارای امتیازات ویژه ای است. گیاه آن خودرو، با سرعت رشد بسیار بالا، با کمترین هزینه و ضایعات در تولید، داشت و برداشت و قابل کشت در زمین های پست و کم بازده می باشد، امکان بافت دستی و محلی صفحات بافته شده از نی با کمترین هزینه و وابستگی به تکنولوژی و انرژی وجود دارد. با قیمت مناسب، کارآیی، سهولت و سرعت زیاد می توان آن را در سقف ها و دیوارها به صورت سقف کاذب، عایق حرارتی و صوتی، دیوارهای جداکننده و قالب بتن استفاده نمود. در صورت استفاده به عنوان عایق احتیاج به سایر مصالح برای تأمین پایداری و چسبندگی با مصالح رویه و اندودها تدارد. این مصالح اگر چه به نظر سنتی است ولی با استاندارد نمودن آن ها از نظر وزن مخصوص، ضرب هدایت حرارتی، ضریب جذب صوتی، مقاومت در مقابل آتش، قابلیت جذب آب، مقاومت در مقابل حمله حشرات، چسبندگی و سازگاری با دیگر مصالح و همچنین جزییات اجرایی می تواند در ساختمان های مدرن امروزی نیز کاربرد زیادی داشته باشد.

متن کامل مقاله

استفاده از مواد گیاهی در صنعت ساختمان مورد مطالعه: نی

چکیده:

در سال های اخیر برای جلوگیری از اتلاف انرژی از یک طرف و کاهش خسارت های ناشی از زلزله از طرف دیگر، در بکارگیری مصالح غیرسازه ای در ساختمان ها،دو ویژگی مهم سبکی و عایق حرارتی مدنظر می باشد. به همبن دلیل کاربرد قطعات و صفحات ساخته شده از گچ، الیاف معدنی(پشم شیشه، پشم سنگ و ...) مواد گیاهی، بتن گازی، پلی استایرن (یونولیت) و ... علی رغم محدودیت های مختلف توسعه یافته است.

در این مقاله سعی شده است خواص، ویژگی ها و دامنه کاربرد مصالح ساختمانی تهیه شده از گیاه نی بررسی و ارزیابی گردد. در این مقاله با نشان دادن استفاده از نی بافته شده به دلیل مقاومت حرارتی، سبکی وزن، قیمت، راندمان و تولید در شرایط آبو هوایی مختلف، بر امکان استفاده از آن در صنعت ساختمان و بر ضرورت مطالعات تکمیلی تأکید شده است.

واژه های کلیدی:

مصالح ساختمانی، عایق صوتی، سبکی، مواد گیاهی، نی

مقدمه:

مصالح مورد استفاده در ساختمان ممکن است دارای یک یا چند نقش مهم سازه ای، جداکننده، عایق صوتی، عایق رطوبتی، تزیینی و ...باشد. در مواردی که منظور از کاربرد مصالح، عملکرد سازه ای آن نیست و سایر عملکردهای آن مورد نظر است، کاهش وزن در واحد حجم(سبکی) یکی از مزیت های اصلی در انتخاب مصالح می باشد. چسبندگی و سازگاری با مصالح پوششی و همجوار، مقاومت در برابر آتش، متصاعد ننمودن گازهای سمی در موقع آتش سوزی، مخاطره آمیز نبودن آن برای سلامتی کارگران در حین ساخت و نصب از دیگر مشخصه های اصلی مصالح انتخابی است. مصالح انتخابی علاوه بر ویژگی و مزیت های فنی مورد نظر باید از نظر هزینه سهولت در اجرا نیز دارای مزیت های اقتصادی لازم باشد. در انتخاب مصالح برای عملکردهای غیرسازه ای، مصالحی دارای صرفه اقتصادی است که علاوه بر ویژگی اصلی مورد نظر، هرچه بیشتر سایر ویژگی ها را نیز پوشش دهد.

در سال های اخیر با تأکید بر اجرای استاندارد 2800 و مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، سبکی و مقاومت حرارتی مصالح مورد استفاده در جدارهای خارجی ساختمان مورد توجه طراحان و مجریان ساختمان ها قرار گرفته است. علیرغم اینکه از کاربرد بلوک های بتن گازی(با نام تجاری مختلف) در ایران بیش از دو دهه می گذرد و به طور گسترده استفاده می شوند، این بلوک ها هنوز استاندارد نشده و چسبندگی و سازگاری آنها با مصالح پوششی مورد تردید می باشد. کاربرد بلوک های سقفی پلی استایرن (یونولیت) نیز که اخیراً به سرعت رواج یافته است، علیرغم سبکی و سرعت اجرای بالا دارای دو مشکل چسبندگی با مصالح پوششی و مقاومت در مقابل حریق است. مصالحی از قبیل تخته های گچی و الیاف معدنی(پشم سنگ، پشم شیشه و ...) نیز بدون استفاده و کمک سایر مصالح دارای ایستایی لازم نیستند.

از دیدگاه صرفه جویی در مصرف انرژی و حفظ محیط زیست که امروزه در سراسر جهان مورد توجه جدی قرار گرفته است، مصالحی در اولویت قرار دارند که علاوه بر ویژگی های فنی مورد نظر، در تهیه مواد اولیه، فرآیند تولید، حمل و نقل، دوره ساخت، بهره برداری و تخریب ساختمان دارای کمترین میزان مصرف انرژی و آلودگی های زیست محیطی باشند. با توجه به سابقه طولانی کاربرد مواد گیاهی و به خصوص نی در ساختمان سازی به نظر می رسد استفاده از گیاه نی به عنوان مصالح ساختمانی، دارای مزیت های نسبی بیشتری نسبت به سایر مصالح با عملکردهای مشابه باشد. برای دستیابی به مزیت های نسبی و دامنه کاربرد گیاه نی به عنوان مصالح ساختمانی، مقررات ملی ساختمان، مطالعات به عمل آمده در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، استانداردها و سایر منابع داخلی و خارجی از یک طرف و همچنین کاربرد گیاه ن در خانه سازی مناطق نفت خیز جنوب، ساختمان های پردیس مرکزی دانشگاه تهران، پل یادگار امام و ویلاسازی اطراف رودهن و کلاردشت از طرف دیگر مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.

در این مقاله با اتکا به مطالعات کتابخانه ای و میدانی به عمل آمده فوق، سعی شده است به طو اجمال خواص، ویژگی ها و دامنه کاربرد این مصالح مورد بررسی قرار گرفته و این دو نکته که اولاً آیا امکان استفاده گسترده از مواد گیاهی و بخصوص نی در ساختمان سازی وجود دارد یا خیر و ثانیاً ضرورت انجام مطالعات و پژوهش های کاربردی و آزمایشگاهی برای دستیابی به خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آن مورد بررسی قرار گیرد.

تاریخچه:

در بسیاری از نقاط جهان برای پوشش سقف ساختمان های قدیمی و سنتی از مواد گیاهی نظیر برگ درخت خرما، نی مرداب و یا نی معمولی و ... استفاده شده است. به صورت تاریخی صحبت کردن از این نوع پوشش مترادف و پیوسته با چوب های سقف یاسقف های چوبی است، که از مصالح پایه و اصلی ساختمان بوده و به وسیله مواد جامد غیر ارگانیک نظیر سنگ، آجر، بتن، ورق های فولادی ساخته شده در کارخانه و ... جایگزین گردیده است. این نوع پوشش هم اکنون نیز در بسیاری از نقاط توسعه یافته جهان، به دلیل عایق حرارتی، عایق صوتی، سبکی وزن، انعطاف پذیری و صرفه اقتصادی مورد استفاده قرار می گیرد.

در آثار بدست آمده از طاق های ساخته شده در بین النهرین و نیز ساختمان های هخامنشی در شوش و تخت جمشید، ازنی و مصالح گیاهس دیگر برای پوشاندن فواصل بین تیرچه ها استفاده شده است. در هنگام ساختن سقف، روی مصالح گیاهی لایه ای از گل قرار می داده اند. این روش ها هم اکنون نیز در بعضی مناطق روستایی ایران مرسوم است.

در احداث ساختمان های پردیس مرکزی دانشگاه تهران از نی بافته شده (در یک لایه) برای سقف کاذب و قالب بتن به صورت گسترده استفاده شده است.

در سالهای اخیر با انگیزه استفاده از خواص سازه ای و مقاومت حرارتی در ویلاسازی های اطراف رودهن و کلاردشت از صفحات بافته شده از نی استفاده شده است.

صفحات بافته شده و یا فشرده شده از نی حدود 70 سال پیش در خانه سازی شرکت نفت در خوزستان به عنوان سقف های کاذب و عایق حرارت مورد استفاده قرار گرفته است. حدود 40 سال پیش در خوزستان اولین کارخانه تولید صفحات نی به هم فشرده به نام کانتکس و دومین کارخانه نیز در حدود 10 سال پیش در شمال ایران دایر گردیده است.

منابع و مواد اولیه:

مواد گیاهی (به غیر از چوب) ورد استفاده در ساختمان شامل: ضایعات چوب، الیاف کتان، الیاف کناف، الیاف نارگیل، چوب پنبه، برگ درخت خرما، گیاهان هم خانواده با گندم با ساقه های توخالی، بندبند و نرم گیاهان هم خانواده با گندم با ساقه های توخالی، بندبند و سخت(از قبیل نی مرداب و نی معمولی) می باشند.

از مهم ترین و با دوام ترین این گیاهان نی (مرداب و معمولی) است که هم به صورت طبیعی و خودرو و هم به صورت گیاه دست کاشت مورد استفاده قرار می گیرد. نی مرداب به علت دوام و همچنین رویش خودرو در زمین های باتلاقی در رقابت با سایر گیاهان آبزی موفق تر است و احتیاج به کود و سایر مواد مغذی ندارد. در ایران مهم ترین رویشگاههای نی مرداب تالابهای شادگان و هورالعظیم در خوزستان می باشند. نی معمولی به صورت دست کاشت در اکثر نقاط ایران قابل کشت است و آن را در بین مزارع به صورت بادشکن کشت می کنند. مشخصات اولیه گیاه مناسب برای تهیه صفحات و قطعات مصالح گیاهی نی عبارت است از:

1- طول ساقه بین 1000میلی متر تا 2800 میلی متر، قطر ساقه بین 5 میلی متر تا 15 میلی متر.

2- مقاومت ساقه باید به حدی باشد که در زیر فشار انگشتان دست خرد نشود.

3- انعطاف پذیری ساقه نباید آنقدر کم باشد که موقع خشک شدن و در موقع کار کردن و بستن بشکند.

خواص و ویژگی های صفحات بافته شده نی

صفحات بافته شده نی یک مصالح پوششی چند منظوره است که دارای خواص و ویژگی های متعددی به شرح زیر می باشد.

1- عایق حرارتی: صفحات بافته شده نی در مقابل تغییرات زیاد حرارت، غایق بسیار خوبی است به طوری که مقاومت حرارتی این صفحات یک دوم تا دو سوم مقاومت حرارتی پتوی الیاف معدنی می باشد. بدین منظور در خانه سازی های شرکت نفت در جنوب از صفحات نی بافت به طور گسترده استفاده شده است.

2- عایق صوتی: این صفحات از ساقه های نی مرداب یا معمولی که در کنار هم فشرده و بسته شده اند تشکیل شده است و لذا با توجه به فضای داخلی نی ها و لایه سخت رویه آنها و در صورتی که دو طرف آنها اندود گردد، انتقال صدا به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

3- سبکی وزن: صفحات مصالح گیاهی دارای وزن مخصوص کمی هستند، مقدار آن با توجه به نوع گیاه متغییر است. سنگین ترین آنها از نی با وزن مخصوص حدود 200(250- 175) کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.

4- مقاومت: مقاومت صفحات الیاف گیاهی بستگی به مقاومت ساقه گیاه دارد. در صفحاتی که از نی مرداب و معمولی استفاده می شود، حدود 400 کیلوگرم بر متر مربع فشار وارده تحمل می گردد.

5- انعطاف پذیری و توان خمشی: صفحات نی بافت از جهت طولی قابل انعطاف است و به راحتی می توان از آن در قوس های ملایم استفاده کرد. در صورت نمناک کردن و تحت فشار قرار دان در جهت عرضی نیز می توان آن را در قوس به کار برد. انعطاف پذیری این صفحات به حدی است که علاوه بر این که در حمل و نقل و نصب به آن خسارتی وارد نمی شود در کاربرد آن در سقف های کاذب، جداکننده ها و قالب بتن نیز محدودیتی ایجاد نمی شود. حداقل توان خمشی این صفحات حدود 5/0 18/0 مگا پاسگال می باشد.

6- سازگاری و چسبندگی با اندودهای مختلف: سطح صفحات نی بافت به گونه ای است که اندودهای مختلف به خوبی با این صفحات درگیر می شوند و در نتیجه برای ایجاد چسبندگی و یکپارچگی برخلاف سایر مصالح با عملکرد مشابه، نیازی به استفاده از تور سیمی، رابیتس و یا قطعات پوششی دیگر نمی باشد.

7- صرفه جویی در مصرف انرژی و حفظ محیط زیست: صفحات نی بافت در فرایند تولید (مواد اولیه و ..) و کاربرد عوارض زیست محیطی بسیار کمی در مقایسه با سایر مصالح با عملکرد مشابه از قبیل الیاف معدنی، پلی استنایرن و ... می باشد. سایر مصالح مانند الیاف معدنی ضمن مصرف سوخت و آلودگی قابل توجه هوا در فرایند تولید، سلامتی کارگران در موقع ساخت و نصب نیز در معرض خطر قرار دارد.

8- سرمایه گذاری اولیه و هزینه تولید: ماده اولیه برای تولید صفحات نی بافته شده، نی مرداب یا معمولی است که گیاهی یک ساله است و از زمین های باتلاقی و کم بازده به صورت خودرو یا دست کشت برداشت می شود. برخلاف سایر مصالح مشابه تحتیاج به سرمایه گذاری اولیه خیلی زیاد و تکنولوژی پیشرفته ندارد و با هزینه بسیار کم تولیدمی شود و باعث افزایش درآمد محلی می گردد.

9- مقاومت در مقابل آتش: اصولاً صفحات الیاف گیاهی قابل اشتعال هستند، ولی در صفحات نی بافت با توجه به رویه سیلیسی نی سرعت انتشار شعله آتش کم است. در صورت پوشاندن این صفحات با اندودهای سیمانی و گچی، مقاومت در مقابل آتش آنها به مقدار قابل قبولی افزایش می یابد.

10- مقاومت در مقابل حشرات و سایر آفت ها: صفحات مصالح گیاهی(نی بافته شده) معمولاً می توانند لانه حشرات، مخصوصاً موریانه ها قرار گیرند. برای جلوگیری از نفوذ حشرات بهترین کار اندود کردن کامل این صفحات و مسدود کردن راه سرایت حشرات است. با توجه به مطالعات و بررسی های به عمل آمده، موریانه در داخل بعضی از سقفهای کاذب اجرا شده در مناطق نفت خیز جنوب نفوذ ولی با توجه به رویه سیلسی و تار و پودهای داخلی نی، مورد تغذیه آنها قرار نگرفته است. برای جلوگیری از نفوذ موریانه در پروژه خانه سازی 200 دستگاه ویلایی امیدیه، صفحات بافته شده از نی قبل از نصب چند ساعت د استخر محلول سم گیاهی نگهداری گردیدند.

11- اتصالات: صفحات الیاف گیاهی تولید شده از نی را نمی توان برای ایجاد صفحات بزرگتر و به صورت یک پارچه به یکدیگر متصل نموده، ولی برای افزایش ضخامت می توان آنها را روی هم قرار داد.

کاربرد و مواد استفاده از نی

همانگونه که در تاریخچه آمده است، نی از دیرباز در صنعت ساختمان (با عملکرد متفاوت) مورد استفاده قرار گرفته است. از میان کاربردهای مختلف آن، کاربرد آن در ساختمان های پردیس مرکزی دانشگاه تهران، ویلاسازی در مناطق نفت خیز جنوب و پل یادگار امام مورد بررسی قرار گرفت، در زیر عملکردهای متفاوت نی در این ساختمان ها مورد بررسی قرار گرفته است.

سقف های کاذب و جداکننده ها

همانگونه که قبلاً ذکر شد یکی از کاربردهای اصلی صفحات ساخته شده از نی در سقف کاذب می باشد. در ساختمان های با سقف شیب دار از سازه نگهداری سقف استفاده شده و یک شبکه فلزی یا چوبی از زیر به سازه خر پا متصل می گردد و صفحات بافته شده از نی در داخل این شبکه قرار می گیرد.

این صفحات از بالا با دوغ آب گچ و از زیر با ملات گچ اندود می شود. این روش با هدف اصلی عایق حرارتی در خانه سازی منازل شرکت نفت در جنوب اجرا شده است. نحوه دیگر استفاده از این صفحات سقف کاذبی است که در ساختمان های پردیس مرکزی دانشگاه تهران اجرا شده است. همانگونه که در تصاویر 3 دیده می شود در این روش یک صفحه بافته شده از نی(یک ردیف نی با قطر کامل و یا نصف شده) به ضخامت حدود 15 میلی متر با مفتول های فولادی به سقف اصلی متصل گردیده و از حرکت و تغییر شکل مفتول ها به کمک چوب های چهار تراش جلوگیر شده است.

استفاده از صفحات نی بافته شده به عنوان جزئی از سقف

کاربرد صفحات در پوشش زیرین سقف به عنوان عایق حرارتی و با قابلیت اندود بسیار خوب می باشد. پوشش رویه سقف شیبدار (که عموماً نقش عمده آن عایق رطوبتی است) از جنس سفال، ایرانیت و یا ورق فولادی است. در تصویر 4 کاربرد این صفحات در ویلاسازی در منطقه کلاردشت دیده می شود. کاربرد دیگری در شهرک سازی ویلایی اطراف رودهن مشاهده گردید. همانگونه که در تصویر 5 دیده می شود در این روش صفحات نی بافت به عنوان عایق حرارتی، قالب بتن و قسمتی از سقف سازه ای به کار رفته است.

استفاده از صفحات نی بافته شده به عنوان جزیی از دیوار جداکننده

در دیوارهای جداکننده اعم از داخلی و خارجی این قطعات داخل شاسی فولادی و یا چوبی (که برای این منظور ساخته شده است) قرار گرفته و دو طرف آن به وسیله اندود گچ یا سیمان پوشیده می شود.

استفاده از نی به عنوان قالب بتن

این صفحات برای قالب بتن به صورت یکبار مصرف استفاده می شود و باعث صرفه جویی زیادی در مصرف چوب (که یک گیاه با رویش چند ده ساله است) می گردد. بتن ریزی با استفاده از این نوع قالب باعث تأمین چسبندگی بسیار خوب (که یکی از مشکلات سطوح بتنی است) بین بتن، قالب و اندود نازک کاری می گردد. دیوارها و سقف های بتنی که با استفاده از این نوع قالب ساخته می شوند، عایق بسیار خوبی در مقابل انتقال حرارت و صوت نیز می باشند. در گذشته در بتن ریزی قسمت هایی از ساختمان های پردیس مرکزی دانشگاه تهران و اخیراً در بتن ریزی پل یادگار امام به صورت قالب گم از این صفحات استفاده شده است.(شکل های 6و7و8).

این متن کامل مقاله بود که قرار داده شده است همچنین جهت دریافت فایل ورد و تصاویر آن، می توانید آنرا خرید کنید