آشنایی با ساختمان پیش ساخته
در سالیان اخیر صنعت ساختمان دچار برخی تحولات اساسی شده و با سرعت بیشتری در مسیر پیشرفت و همسویی با نیازهای دنیای جدید حرکت کرده است. یکی از مهم‌ترین تغییرات در حوزه ساخت‌وساز گسترش ساخت و احداث انواع مختلف ساختمان پیش ساخته با کاربری‌ها و مقیاس‌های مختلف می‌باشد. دیگر اجرای پروژه‌های ساختمانی با روش پیش‌ساختگی محدود به ساختمان‌های کوچک و موقت نیست.
انتظار می‌رود در طی چند سال آینده این نوع ساخت‌وساز در سراسر دنیا رواج بیشتری پیدا کرده و به جریان اصلی در صنعت ساختمان تبدیل شود. ساختمان پیش ساخته هم مانند سایر انواع ساختمان‌ها ویژگی‌ها، روش اجرا، مشخصات فنی و البته مزیت‌های خاص خود را دارد. ارزش بازار (Market Size) سازه‌ها و ساختمان‌های پیش‌ساخته به رقم حدوداً ۲۰۰ میلیارد دلار در سال رسیده است.
ساختمان پیش ساخته چیست؟
ساختمان پیش ساخته (Prefabricated Building) به انواع گوناگونی از ساختمان‌ها گفته می‌شود که خارج از کارگاه ساختمانی و در محیط کنترل‌شده‌ی کارخانه ساخته می‌شوند و در طراحی و تولید آنها الگوهای مدولار مورد استفاده قرار می‌گیرند. ساختمان پیش ساخته معمولاً شامل چند بخش مختلف است که همگی با بهره از خودروهای حمل بار به محل پروژه منتقل شده و در آنجا نصب می‌شوند.
البته در برخی پروژه‌های معمولاً کوچک که فاقد پیچیدگی فضایی هستند کل ساختمان بصورت یکجا در کارخانه تولیده شده و سپس به محل نهایی منتقل می‌گردد. در پروژه‌های بزرگ و پیچیده گاه ممکن است هر بخشی از ساختمان در کارخانه‌ای جدا ساخته شود. بدین ترتیب بخش‌های مختلف همزمان تولید شده و مجموع زمان لازم برای آماده‌سازی قسمت‌های مختلف کاهش می‌یابد.
تاریخچه ساختمان پیش ساخته
فولاد و بتن که امروزه به عنصر اصلی در صنعت ساخت‌وساز تبدیل شده‌اند محصول انقلاب صنعتی هستند. تولید بتن و فولاد گام اول از تحول عظیم در حوزه ساخت‌وساز و مقدمه‌ای برای ساخت ساختمان‌های پیش ساخته بود. یکی از اولین نمونه‌های اجرای سازه‌ها با روش پیش‌ساختگی احداث نمایشگاه بزرگ کریستال پالاس لندن در سال ۱۸۵۱ بود. برای اجرای این پروژه اجزای سازه‌ای چدنی و پانل‌های شیشه‌ای به محل مورد نظر منتقل شده و این ساختمان پیش ساخته عظیم ظرف مدت ۶ ماه مونتاژ شده و آماده بهره‌برداری گردید.
پس از پایان نمایشگاه اجزای مدولار سازه دمونتاژ شدند و این ساختمان در محلی دیگر دوباره برپا شد. چند سال بعد بکارگیری قطعات و اجزای پیش‌ساخته به منظور ساخت سریع فضاهای مورد نیاز توسط ارتش‌های برخی از کشورها توسعه یافت. از آن زمان تاکنون پروژه‌های بسیاری با روش پیش‌ساختگی اجرا شده‌اند. در احداث بخش‌هایی از برخی ساختمان‌های بسیار معروف از جمله اپرای سیدنی و مرکز فرهنگی ژرژ پمپیدو از اجزای پیش‌ساخته استفاده شده است.
در چند دهه اخیر دو عامل باعث افزایش چشمگیر اجرای انواع ساختمان پیش ساخته شده‌اند. اول طراحی و تولید مصالح جدید و متریال‌های صنعتی و دوم ورود ابزارهای دیجیتال به حوزه صنعت ساخت‌وساز. انواع ساندویچ پانل مهم‌ترین متریال مورد استفاده در تولید عناصر و اجزای پیش‌ساخته محسوب می‌شوند. کارایی بالا و وزن سبک پنل‌های ساندویچی آنها را به بهترین گزینه برای اکثر انواع ساختمان پیش ساخته تبدیل کرده است. البته متریال‌های دیگری هم در تولید اجزا و عناصر ساختمانی پیش‌ساخته به کار می‌روند. از طرف دیگر ورود ابزارهای دیجیتال و استفاده از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) سبب شده تا طراحی مدولار محبوبیت بیشتری پیدا کند و ساخت‌وساز به روش پیش‌ساختگی بیش از پیش رونق یابد.
انواع ساختمان پیش ساخته بر مبنای متریال
بسیاری از ویژگی‌ها و خصوصیات هر ساختمان پیش ساخته وابسته به نوع متریال‌هایی می‌باشد که در ساخت آن به کار گرفته شده‌اند. وزن کلی هر سازه و عملکرد دیوارها و سقف آن مستقیماً با مصالح مورد استفاده ارتباط دارد. مصالح بنایی از جمله آجر و سنگ را نمی‌توان به عنوان متریال اصلی در ساخت‌وساز به روش پیش‌ساختگی به کار برد. بزرگترین مشکل مصالح بنایی وزن زیاد و کارایی بسیار محدود آنها است. پرکاربردترین مصالح مورد استفاده در ساخت انواع ساختمان پیش ساخته عبارت‌اند از:
- چوب (اسکلت چوبی و پوشش با تخته‌ها و الوار)
- PVC (استفاده از ورق‌ها و صفحات پلی وینیل کلراید یا پی‌وی‌سی)
- ساندویچ پانل (چارچوب سازه‌ای از پروفیل‌های فلزی و جداره‌ها از پنل)
- بتن (بکارگیری قطعات و عناصر پیش‌ساخته‌ی بتنی)
- LSF (بکارگیری قاب فولادی سبک یا Lightweight Steel Framing)
انواع ساختمان پیش ساخته بر مبنای مقیاس و متراژ
ابعاد و مساحت از جمله مهم‌ترین مشخصات هر ساختمانی هستند. برای پاسخگویی به نیازهای مختلف انسان‌ها نیاز به ساخت طیف وسیعی از فضاها در مقیاس گوناگون می‌باشد. از روش پیش‌ساختگی و عناصر ساختمانی پیش ساخته می‌توان برای اجرا و احداث ساختمان‌ها در هر مقیاس و متراژی بهره برد. کانکس‌ها شناخته‌شده‌ترین نوع سازه پیش ساخته کوچک هستند. در حال حاضر بیشترین کاربرد پیش‌ساختگی به منظور ساخت ساختمان پیش ساخته در مقیاس متوسط است. ساختمان‌های مسکونی و اداری یک و دو طبقه عموماً دارای متراژ و مقیاس متوسط هستند و بخش بزرگی از ساخت‌وساز در دنیا مربوط به این دسته از پروژه‌ها می‌باشد.
برخی از سازندگان تصور می‌کنند امکان احداث سازه‌های عظیم و ساختمان‌های وسیع بدین روش وجود ندارد اما در سالیان اخیر پروژه‌های بزرگ و حساس بسیاری با بهره از عناصر و قطعات پیش‌ساخته انجام شده‌اند. یکی از معروف‌ترین این پروژه‌ها ساخت یک بیمارستان (Huoshenshan Hospital) طی زمانی کمتر از بیست روز در دوره شیوع ویروس کرونا بود. این بیمارستان ۱۰۰۰ تختخوابی در چین تماماً با بهره از عناصر و قطعات پیش‌ساخته و صنعتی اجرا گردید. در شرایط حساس و غیرمنتظره‌ی شیوع کرونا تکمیل و به بهره‌برداری رساندن این بیمارستان سبب شد تا ارزش‌های ساختمان پیش ساخته بیش از پیش مورد توجه مردم قرار گیرد.
امتیازات و مزایای ساختمان پیش ساخته
تمام انواع ساختمان پیش ساخته در هر مقیاس و با هر متریال دارای امتیازات و مزیت‌های مشترکی هستند. شاخص‌ترین موارد از این مزایا عبارت‌اند از:
- افزایش سرعت اجرا و به حداکثر رسیدن بهره‌وری در ساخت
- چندعملکردی بودن هر بخش از ساختمان پیش ساخته
- امکان پیاده‌سازی تمام سبک‌های طراحی
- قابلیت تولید هر بخش از ساختمان به صورت سفارشی و مطابق با نیاز خریدار
- کاهش چشمگیر اتلاف انرژی و افزایش بهره‌وری انرژی (Energy Efficiency)
- به حداقل رسیدن آسیب به محیط زیست و سازگاری بیشتر با طبیعت
- امکان کنترل کیفی تمام اجزا و قطعات پیش‌ساخته
- تحت کنترل بودن تمام عوامل دخیل و فاکتورهای موثر
- امکان برچیدن ساختمان در صورت لزوم و برپا نمودن آن در محلی دیگر
- خطرات کمتر و ایمنی بیشتر نسبت به روش‌های اجرای معمول
- امکان توسعه آتی و افزایش زیربنا در زمانی اندک
محدودیت‌ها و معایب ساختمان پیش‌ساخته
ساختمان پیش‌ساخته پس از تکمیل و طی دوره بهره‌برداری هیچ ضعف خاصی ندارد و همانطور که ذکر شد در مقایسه با ساختمان‌های معمولی دارای مزیت‌های متعددی می‌باشد. هنوز هم برخی افراد اعتقاد دارند ساختمان‌های اجرا شده با این روش به علت استفاده از عناصر صنعتی فاقد کیفیت فضایی می‌باشند اما در واقعیت یک خانه پیش‌ساخته از جنبه زیبایی نما و کیفیت فضای داخلی می‌تواند حتی بهتر از خانه‌های معمولی باشد. اما طراحی و اجرای سازه‌ها به این روش شرایط و الزامات خاص خود را دارد. در مجموع برای به حداکثر رسیدن بهره‌وری در فرآیند ساخت و همچنین تضمین کارایی ساختمان پیش ساخته باید چندین نکته را در نظر داشت:
- نیاز به تخصص و دقت در طراحی
- الزام آشنایی با اصول طراحی مدولار
- توجه به آسیب‌پذیری نقاط اتصال و در نظر گرفتن تمهیدات لازم
- لزوم برنامه‌ریزی دقیق جهت انجام همزمان برخی مراحل
- نیاز به برخی تجهیزات استاندارد و خاص برای حمل، جای‌گذاری و نصب
- لزوم بکارگیری نیروی کار متخصص
ساختمان پیش ساخته در ایران
سابقه اجرای ساختمان‌ها به روش پیش‌ساختگی در ایران چندان طولانی نیست. اما خوشبختانه در یک دهه اخیر توجه فعالان صنعت ساخت‌وساز به مزایای ساختمان پیش ساخته جلب شده است. در چند سال گذشته چندین پروژه‌ی کوچک با قطعات و عناصر صنعتی اجرا شده‌اند اما این نوع از ساختمان‌سازی در ایران هنوز راه درازی در پیش دارد. توسعه پیش‌ساختگی رابطه مستقیم و تنگاتنگی با توسعه صنعت دارد. پیش‌بینی می‌شود که طی ده سال آینده اجرای ساختمان پیش ساخته در ایران به میزان چشمگیری گسترش یابد.
با توجه به اینکه بیشترین تقاضا در ایران برای ساختمان‌های مسکونی است و تأمین مسکن مشکلی جدی محسوب می‌شود طراحی و اجرای خانه پیش ساخته می‌تواند به عنوان راه‌حلی اقتصادی و عملی در نظر گرفته شود. مبحث یازدهم از مقررات ملی ساختمان به طراحی و اجرای صنعتی ساختمان‌ها اختصاص یافته است و بدین ترتیب استانداردها و ضوابط لازم در اختیار سازندگان و پیمانکاران قرار دارد. در این مبحث الزامات مرتبط با صنعتی‌سازی پروژه‌های کوچک، متوسط و بزرگ به طور جداگانه عرضه شده‌اند. رعایت دستورالعمل‌های مبحث ۱۱ در طراحی تمام انواع ساختمان پیش ساخته الزامی می‌باشد.
طراحی ساختمان پیش ساخته
معماران و طراحان می‌توانند در طراحی ساختمان پیش ساخته علاوه بر توجه به نیازها و شرایط، از خلاقیت نیز بهره ببرند و هیچ محدودیتی در این زمینه وجود ندارد. اما برخی اصول و ضوابط تدوین شده‌اند که باید در زمان طراحی ساختمان‌های پیش‌ساخته رعایت شوند. در همه پروژه‌های صنعتی‌سازی باید تمام جزئیات قبل از شروع کار در قالب نقشه‌های فاز دو طراحی و ارائه شوند. مهم‌ترین اصولی که در طراحی تمام انواع ساختمان پیش‌ساخته باید رعایت شوند تا اجرایی بودن پروژه و کارایی و دوام آن تضمین گردد عبارت‌اند از:
- ابعاد و اندازه‌های داخل به داخل فضاها باید مضربی از ۵۰ میلی‌متر باشد. رعایت این قاعده در طراحی، تأثیر زیادی در جلوگیری از اتلاف و پِرت مصالح به‌خصوص متریال‌های نازک‌کاری دارد. در پروژه‌های کوچک و متوسط در صورت نیاز یکی از فضاهای متوالی در هر راستا می‌تواند از این اصل مستثنا شود.
- نقشه‌های اجرایی نمای پروژه باید جزئیات نصب، اتصال و زیرسازی تمام عناصر و اجزای پیش‌ساخته نما را در بر داشته باشند.
- ابعاد تمام در و پنجره‌ها باید مدولار باشد. شبکه مدولار بازشوها بسته به نوع کاربری پروژه متفاوت است. در ساختمان‌های مسکونی برای طراحی شبکه مدولار در و پنجره‌ها نشریه ۵۷۱ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن باید مبنا قرار گیرد.
- در زمان طراحی و پیش از تولید اجزا و بخش‌های مختلف ساختمان پیش ساخته باید وزن هر کدام به دقت محاسبه گردد و امکان‌سنجی جهت حمل و نصب آنها انجام شود.
قیمت ساختمان پیش ساخته
عوامل مختلف و فاکتورهای گوناگونی بر قیمت ساختمان پیش ساخته اثر می‌گذارند. جنس متریال، ابعاد و متراژ، امکانات و تجهیزات و البته هزینه‌های مرتبط با حمل و نصب مهم‌ترین عوامل موثر بر قیمت هستند. متریال‌های مختلف علاوه بر تفاوت در مشخصات فنی و ویژگی‌های عملکردی، قیمت‌های متفاوتی هم دارند. محاسبه هزینه‌های هر ساخت‌وسازی بر مبنای متراژ صورت می‌گیرد و طبیعتاً با افزایش متراژ قیمت نهایی هم افزایش می‌یابد.
امکانات، تأسیسات و تجهیزات در هر ساختمان پیش ساخته بسته به کاربری، شرایط آب‌وهوایی منطقه و البته خواسته‌های کارفرما متفاوت است. حمل قطعات و اجزای صنعتی از کارخانه به محل اجرای پروژه نیازمند صرف هزینه می‌باشد. در مجموع و با در نظر گرفتن تمام فاکتورهای مذکور و توجه به مزیت‌های فراوان پیش‌ساختگی مشخص است که ساختمان پیش ساخته قیمتی به‌صرفه دارد.
خرید ساختمان پیش ساخته
مهم‌ترین نکاتی که در زمان خرید ساختمان پیش ساخته باید مورد توجه قرار گیرند اعتبار کارخانه تولیدکننده اجزای پیش‌ساخته و سابقه‌ی شرکت سازنده هستند. طراحی و اجرای پروژه‌هایی ساختمانی به روش پیش‌ساختگی نیازمند تخصص و تجربه می‌باشد. شرکت ماموت ساختمان از جمله اندک شرکت‌هایی در ایران است که پشتوانه فنی و تجربه کافی را در این زمینه دارد. تخصص شرکت ماموت ساختمان بیشتر در زمینه طراحی و اجرای صنعتی ساختمان‌ها با اجزای پیش‌ساخته پانلی است. شاید امروزه سفارش و خرید خانه پیش ساخته هنوز در ایران همگانی نشده باشد اما ظرف چند سال آینده قطعاً تعداد بسیار بیشتری از مردم متقاضی خرید سازه‌های پیش‌ساخته خواهند بود.