Glazing Curtain Wall System

نمای کرتین وال یکی از زیباترین نماهای مدرنی است که با توجه به کاربرد شیشه و آلومینیوم در آن از شرایط و ویژگیهای منحصر به فردی برخوردار می باشد.
نمای کرتین وال با ترکیب پروفیل های آلومینیومی بعنوان استراکچر و یک متریال پوشش دهنده مانند شیشه، ورق و یا اسپندریل ساخته می شود واصطلاحا به نوعی نمای شیشه ای وسبک با استراکچر تمام آلومینیومی اطلاق میگردد.
نمای کرتین وال شیشه ای در انواع گوناگونی تولید میشود که میتوان به دو گروه اصلی آن یعنی سیستم یونیتایز و سیستم لامل اشاره کرد. قابل ذکر است که در اکثر نقاط دنیا سیستم لامل را به نام سیستم استیک (Stick) میشناسند.

در ادامه ما به توضیح سیستم نمای کرتین وال شیشه ای لامل یا همان سیستم استیک میپردازیم
این نوع نما بصورت صنعتی ساخته میشود و جزئیات آن طوری طراحی شده است که استراکچر تمام آلومینیومی آن در مواجه با انواع تنشهای وارده از جابجایی سازه اصلی ساختمان در زلزله، نیروی مستقیم زلزله و باد ، نشست های احتمالی و وزن خود نما کاملا منعطف عمل کرده که بخاطر همین قابلیت به آن self-support یا خود ایستا اطلاق میگردد.
در نمای کرتین وال شیشه ای انواع ضخامت های شیشه دوجداره از ۱۸ تا ۴۰ میلیمتر قابل نصب است. از مزیات نمای کرتین وال شیشه ای لامل می توان به عدم مشاهده هرگونه پیچ یا پرچ، عدم محدودیت انتخاب رنگ و امکان نصب بازشو مخفی و بازشو لولایی به داخل بازشو یا دوجهته اشاره نمود.
نمای کرتین وال شیشه ای لامل را میتوان از لحاظ دیتایل ظاهری فریمینگ شیشه به دو دسته فریم لس و فیس کپ طبقه بندی کرد.
سیستم فریم لس دارای فریمی است که از پشت شیشه را قاب کرده و روی لامل بواسطه لقمه های آلومینیومی مخصوص متحرک نگه داشته میشود و از خارج ساختمان تنها ژوین هایی مابین شیشه ها دیده خواهد شد.
در سیستم فیس کپ، قاب آلومینیومی دور شیشه وجود ندارد و شیشه مستقیما بر روی استراکچر آلومینیومی کرتین وال(لامل) قرار میگیرد و یک پروفیل نگهدارنده یا زهوار که بر روی پایه لامل پیچ میگردد شیشه را نگه داشته و مانع واژگونی آن میشود و نما را هم کاملا آب بند و هوا بند میکند. روی این نگهدارنده هم درپوش های متنوعی با عرض ۵ سانت و طول ها و فرم های متفاوت نصب میگردد.

نمای کرتین وال شیشه ای لامل

از مزیات سیستم فیس کپ نسبت به سیستم فریم لس می توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱- سرعت بیشتر اجرای نما تاحدود ۲برابر
۲- امکان نصب بازشوی به داخل بازشو و یا دو جهته
۳- هزینه پایین تر
۴- امکان استفاده از درپوش های دکوراتیو بین شیشه ها در امتداد افقی و عمودی
۵- امکان دید متفاوت خطوط عمودی و افقی بین شیشه ها با تغییر رنگ و نوع درپوش ها ویا حدف یکی از آن ها در عمود یا افق
با این قابلیت آرشیتکت میتواند در نماهای شیشه ای تاکیدی متفاوت بر یکی از خطوط عمودی یا افقی نماید. به طور مثال در نماهایی که ارتفاع بسیار بیشتری نسبت به عرض ان دارند میتوان با نصب در پوش رنگ روشن و یا بزرگتر در خطوط عمودی و حذف کامل آن در خطوط افقی میتوان با تاکید بیشتر بر روی خطوط عمودی القای ارتفع بیشتر نما را نمود و یا بالعکس در نماهایی که عرض بسیار بیشتری نسبت به ارتفاع ان دارند میتوان با نصب در پوش رنگ روشن و یا بزرگتر در خطوط افقی و حذف کامل آن در خطوط عمودی میتوان با تاکید بیشتر بر روی خطوط افقی القای طول بیشتر نما را نمود. و یا با استفاده از درپوش های کوچکتر، یکسان، با رنگ تیره و نزدیک به رنگ شیشه، به یک سطح نمای شیشه ای یک دست رسید.

جرئیات نمای کرتین وال شیشه ای طوری طراحی شده است که استراکچر تمام آلومینیومی آن در مواجه با انواع تنشهای وارده از جابجایی سازه اصلی ساختمان در زلزله، نیروی مستقیم زلزله و باد ، نشست های احتمالی و وزن خود نما کاملا منعطف عمل کرده که بخاطر همین قابلیت به آن self-support یا خود ایستا اطلاق میگردد.
در سیستم کرتین وال لامل با توجه به باربر بودن، پروفیل های آلومینیومی دارای سطح مقطع بزرگتری هستند و از مقاومت بالایی برخوردارند، به همین خاطر دیگر نیازی به شبکه بندی آهنی در نما ندارد . پروفیل های اصلی باربر نما پروفیل های لامل یا مولیون گفته میشود. پروفیل های لامل عمودی توسط پیچ و مهره به پلیت هایی با سوراخ لوبیایی قابل رگلاژمتصل به سازه اصلی و یا کمربند فلزی، متصل میشوند.
سوراخ لوبیایی این پلیت ها علاوه بر مزیت امکان رگلاژ حین نصب باعث انعطاف نما در مقابل جابجایی طبقات و عناصر سازه اصلی در هنگام زلزله می شود.
ابعاد پروفیل لامل کرتین وال با توجه به بار و فشار های متحمله متفاوت خواهند بود.
به لامل افقی، باراستاتیکی وزن و بار دینامیکی حدود ۲۰% فشار باد وارد برشیشه روی خود، وارد میشود.
به لامل عمودی، باراستاتیکی وزن و بار دینامیکی فشار باد وارد برسطح باربر لامل وارد میشود. (سطح باربر لامل عمودی عبارتست از آکس تا آکس شیشه های دو طرف لامل عمودی) همچنین فشار های ناشی از نشست و مولفه های قایم و افقی زلزله نیز به آن وارد میشود.
ابعاد پروفیل های لامل عمودی یا همان مولیون های عمودی نمای کرتین وال استیک بر اساس چند آیتم زیر محاسبه میشوند:
۱- اختلاف تراز ارتفاعی تکیه گاه یا همان نقاط اتصال لامل های عمودی به سازه اصلی
۲- ارتفاع کلی ساختمان، محل قرارگیری ساختمان و یا به عبارت دیگر سرعت باد وارد بر نما
۳- فاصله عرضی مابین لامل های عمودی که باعث تغییر سطح باربر لامل میشود.
لامل ها یا مولیون های افقی حدود ۵ ملیمتر در هر دهنه کوچکتر میباشند که این فضا در طرفین با لاستیک u شکل مخصوص پر میشود. این مورد باعث میشود فضای حرکت برای لامل های عمودی در هنگام تنش و جابجایی فراهم آورد.

نمای کرتین وال شیشه ای

لامل های عمودی در هر طبقه بصورت مستقل و فقط از اتصال بالا گیر دار و آویزان است. قطعات لامل های متوالی توسط لقمه یا اصطلاحا سینی به هم متصل میشوند که این سینی تنها به یکی از لامل ها پیچ میشود و بین ۲ لامل یک درز انقطاع ۲ سانتی قراردارد. این باعث میشود لامل های عمودی مستقل عمل کرده و بتوانند در جهت موازی با نمای ساختمان و در جهت بالا و پایین، در هنگام انبساط و انقباض پروفیل ها و همچنین نشست های احتمالی کف طبقات یا وسط دهانه تیر ها حرکت کنند.
در این نما تنها نقطه اتصال پروفیل های آلومینیومی با پروفیل های آهنی در قسمت پلیت هاایست که با پیچ و مهره لامل را نگه میدارند، که در این نقاط نیز با نصب قطعه لاستیکیدی الکتریکال باعث حذف این ارتباط مستقیم شده و از ایجاد پیل الکتریکی و خوردگی آلومینیوم طی دراز مدت پیش گیری خواهد شد.
با پیشرفت تکنولوژی و بهبود روش‌ها و فرآیندهای تولید، به تدریج، شیشه و آلومینیوم جایگزین سایر مصالح ساختمانی در نماسازی به خصوص در ساختمان‌های بلندمرتبه گردیدند زیرا علاوه بر امکان استفاده از نور طبیعی، زیبایی، دوام و کمترین هزینه‌های تعمیر و نگهداری، باعث کاهش قابل‌توجهی از وزن ساختمان و فشارهای سازه‌ای بر پی‌ها، ستون‌ها و دیوارهای باربر می‌شد.دیوارهای شیشه‌ای یا همان CURTAIN WALL در واقع جداره‌هایی از شیشه هستند که در میان غلافی از ورق‌های آلومینیوم قرارگرفته‌اند و در بخش‌های مختلف یک واحد مسکونی کاربری دارند. جالب است بدانیم که ورود سیستم دیوارهای شیشه‌ای اولین بار در ایران به خاطر تجهیز فضاهای اداری ساختمان‌های دولتی بوده و هم‌اکنون نمونه‌های اولیه آن در بانک ملی، وزارت نیرو وآموزش عالی قابل مشاهده‌اند. دو مشخصه اساسی، استفاده از دیوارهای شیشه‌ای را درسطح ساخت و ساز جهانی و وطنی گسترش داد:

۱) فراهم ساختن امکان ورود نور طبیعی روز

۲) امکان رویت منظره بیرون و تهویه

امکان ورود نور از وظایف ضروری دیوار شیشه‌ای و امکان رویت منظره بیرون از وظایف مطلوب آن است. تهویه نه از وظایف ضروری دیوار شیشه‌ای است و نه از وظایف مطلوب آن، بلکه وظیفه‌ای است که به طور سنتی از آن انتظار می‌رود. اما شیشه و دیوار در ساخت و ساز عملکردهای مشخصی دارند که ترکیبشان در دیوارهای شیشه‌ای، لزوم عملکرد ترکیبی را ایجاب می‌کند. با این حساب ویژگی‌های یک سیستم دیوار شیشه‌ای به عنوان بخشی از ساختمان عبارتست از:

۱ – مقاومت و استحکام

۲ – امکان استفاده از نور طبیعی

۳ – دور نگه داشتن باد وباران

۴ – دوام و بی نیازی از نگهداری

۵ – عایق‌بندی حرارتی

۶ – عایق‌بندی صوتی

۷ – آتشپادی و ایمنی در برابر آتش

ویژگی‌های دست یافتنی

در ساختمان‌های بلند و پر هزینه‌ای که معمولا از طرف نهادهای دولتی یا بانک‌های خصوصیدر ایران برپا می‌شود تمامی این ویژگی‌ها جزء لاینفک و ضروری به حساب می‌آیند. دراین بناها، سازه دیوار باید از مقاومت کافی جهت تحمل وزن خود در میان نقاط تکیه گاه یا نقاط اتصال به قاب سازه‌ای و از پایداری کافی در مقابل فشارهای جانبی بادبرخوردار باشد. از طرف دیگر وظیفه اولیه دیوار شیشه‌ای، فراهم ساختن امکان ورود نورکافی جهت اجرای موثر فعالیت‌های روزانه است. .برای بسیاری موارد ضریب نورطبیعی ۲ کافی است. بر اساس یک روش ساده، ضریب متوسط نور طبیعی روز در اتاق‌های دارای روشنایی جانبی تقریبا معادل یک پنجم نسبت درصدی شیشه به مساحت کف اتاق است. مثلا برای دستیابی به ضریب نور طبیعی متوسط ۶ در اتاقی به مساحت ۱۲‌متر مربع مساحت شیشه کاری مورد نیاز برابر است با

۶/۳‌متر مربع = ۵% * ۱۲*۶این محاسبه متوسط کلی معمولا برای مقاصد عمومی مانند اتاق‌های نشیمن کافی است و از آن به عنوان پایه‌ای جهت تضمین مساحت شیشه کاری مورد نیاز متناسب با مساحت کف اتاق استفاده می‌شود. با این روش حتی برای اتاق‌های کوچک خانه هم می‌توانید برنامه‌ریزی مناسبی جهت نوردهی داشته باشید.

از مشخصات یک سیستم دیوار شیشه‌ای خوب جلوگیری از نشت باران و هوا از طریق درزهای قابها و شیشه کاری است. در مصالح ورقه‌ای غیر جاذب مانند شیشه و فلز، باران همراه با باد تحت فشار بر روی دیواره جاری می‌شود. نمای بسیاری از ساختمان‌ها که با مصالحی همچون سنگ‌های گرانیتی، آجر و … پوشش یافته‌اند به مرور دچار هوازدگی می‌شوند. این مشکل زمانی وقوع می‌یابد که رنگ نما بر اثر مرور زمان تغییر کرده و ضایعات آن را نتوان به طرق معمول از بین برد.

دو سطح شیشه ای (دوجداره) در کنار هم و با فاصله در قابی از جنس آلومینیوم قرار میگیرند و حاصل کار کرتن وال می شود.این دیوارها به گونه ای شاخته شده اند که هوا در فضای مابین دو شیشه به طور پویا جریان دارد.اولین سازندگان این دیوارها متخصصان آلمانی بودند که هدف اصلی شان حفاظت ار محیط زیست بوده است.جالب است بدانید که وجود هوا بین این دوجداره باعث می شود که گرما وسرما به میزان نیاز کاربر تعیین شوند،و به نوعی به محیط زیست وکاهش مصرف انرژی کمک کنند.مهندس شیوا میرفضلی یکی از وارد کنندگان این نوع مصالح در باره نحوه کار این سیستم شیشه ای می گوید ،در بین دو جداره شیشه ای هوا جریان دارد و همین امر باعث کنترل انتقال حرارتی میشود .ورقه آلومینیومی ،دو لایه متفارت هوا را از هم جدا می کند.لایه بیرونی توسط نور خورشید ،گرم می شود و به بالا می رود و از سمت پشت بام از بین دو جدار خارج می شود و هوای پاک و تمیز وارد میشود.

  

بخش دوم نمای کرتن وال ۲

 

 

  نمای شیشه ای کرتن وال  Curtain Wall

 

 

استفاده از نماهای شیشه ای به دلیل مزایای گوناگون و زیبایی ظاهری در انواع طراحی مدرن مرسوم شده است.

 

 

کرتن وال (Curtain wall) در اصطلاح عامیانه به پوشش بیرونی ساختمان اطلاق می شود که جزو سازه ساختمان محسوب نشده و تنها هدف از آن بیرون نگاه داشتن شرایط آب و هوایی و جوی است.

 

با توجه به آنکه کرتن وال جزو اجزای ساختمان محسوب نمی شود، می توان آن را از مواد سبک وزن تولید نمود تا هزینه های ساختمان کاهش یابد. هنگامی که از شیشه به عنوان کرتن وال استفاده می شود، مزیت بزرگی عاید می شود چرا که نور می تواند عمیق تر وارد ساختمان گردد.

 

نمای کرتن وال هیچگونه باری از وزن ساختمان را متحمل نمی گردد و تنها تحمل وزن خود را برعهده دارد. این دیواره بار بادهای افقی اعمال شده به ساختمان را توسط اتصالات مخصوص به سازه اصلی ساختمان (کف یا ستون های ساختمان) منتقل می کند.

 

نمای کرتن وال به صورتی طراحی شده که از ورود هوا و آب حاصل از شرایط حاد جوی نیز، جلوگیری می کند. کرتن وال ها معمولاً از جنس آلومینیوم اکسترود شده (به صورت فریم (قالب)) بوده که داخل این قاب ها، شیشه قرار می گیرد. در گذشته کرتن وال ها از جنس فولاد بودند اما امروزه اکثراً آلومینیومی هستند.

 

مزیت استفاده از شیشه در بین قالب های فلزی علاوه بر زیبایی، تأمین نور به هنگام روز است. البته میزان مصرف شیشه از جهت کنترل حرارت و دید بسیار مهم است و تأثیر به سزایی بر روی پارامترهای فوق می گذارد، لذا به منظور کنترل حرارت و سایر پارامترها از نماهای ترکیبی نظیر ترکیب پوشش های سنگی یا سرامیکی ، پانل های آلومینیومی ، لوور (Louver)، پنجره های تهویه یا ونت (vents) استفاده می شود. لازم به ذکر است که هنگام نصب هر نوع کرتن وال، مهمترین پارمتری که لازم است مدنظر قرار دهیم، تطابق ضریب انبساط حرارتی میان کرتن وال و دیواره ای است که کرتن وال بر روی آن نصب می گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.:: طراحی کرتن وال ها ::.

 

کرتن وال ها باید طوری طراحی شوند که تمامی بارهایی را که بر روی آنها اعمال میشود تحمل کنند و به علاوه از نفوذ هوا و آب به درون ساختمان جلوگیری نمایند.

 

بارهای اعمال شده برروی کرتن وال توسط قلاب هایی که قاب کرتن وال را به ساختمان متصل می کنند ،به ساختمان منتقل می شوند و لازم است که در طراحی سازه ساختمان این بارها لحاظ شوند.

 

بارهای معمولی اعمال شده به کرتن وال عبارتند از :

 

۱- بار مرده

 

۲- بار ناشی از باد

 

۳- بار ناشی از زلزله

 

۴-بار ناشی از برف

 

۵- بار ناشی از حرارت

 

۶- بار ناشی از انفجار

 

۱- بار مرده

 

بار مرده شامل وزن اجزاء و سازه کرتن وال است. برای مجموعه کرتن وال ، این بار شامل وزن اجزاء عمودی (Mullions) ، انکورها (Anchor)، و سایر اجزاء کرتن وال به علاوه اجزاء پرکننده آن است. بارهای مرده اضافی اعمال شده برروی کرتن وال ، نظیر آفتاب گیرها در طراحی اجزاء کرتن وال و قلاب ها مورد محاسبه قرار می گیرند.

 

۲- بار ناشی از باد

بار ناشی از باد حاصل وزش باد به سوی ساختمان است. لازم است که کرتن وال در برابر این فشار مقاومت کند چراکه وظیفه کرتن وال پوشش دهی و محافظت از ساختمان است.

 

بار ناشی از باد در مناطق مختلف جهان متفاوت است به طوری که در مناطق طوفان خیز ، بار ناشی از باد بیشتری وجود دارد برخی از اوقات در برخی از ساختمان های بزرگ یا به شکلی عجیب ، تحقیقات تونل بادی صورت می گیرد.

 

آزمایش تونل باد (Wind tonel) شامل ساخت مدل کوچک از ساختمان و محیط اطراف آن و قرار دادن آن در مجاورت باد و محاسبه فشار بار اعمال شده به ساختمان است که در این تحقیقات ، محیط اطراف نیز حائز اهمیت است.

 

۳- بارهای لرزه ای

لازم است که بارهای لرزه ای دز طراحی اجزای کرتن وال و انکورها (Anchor) لحاظ شوند. در بسیاری از موارد کرتن وال قادر است به طور طبیعی بارهای لرزه ای و بار اعمال شده به ساختمان را تحمل کند که عمدتا علت آن وجود فضای خالی (glazing infill) میان اجزای عمودی است. در تست های انجام شده ،کرتن وال استاندارد قادر است تا سه اینچ ( ۷۵ میلیمتر) حرکت زمین را بدون آنکه شیشه ای شکسته شود یا نفوذ آب به درون کرتن وال صورت گیرد تحمل کند.

 

۴- بارهای ناشی از برف

بار برف و بارهای زنده (live loads) در کرتن وال ها مورد بحث نیستند چراکه کرتن وال ها طوری طراحی می شوند که یا به صورت عمود یا اندکی مایل قرار می گیرند. در صورتی که زاویه دیواری از ۲۰ درجه بیشتر شود (زاویه با زمین) لازم است که بار ناشی از برف لحاظ گردد.

 

 

۵- بار حرارتی

علت عمده اعمال بارهای حرارتی به سیستم کرتن وال آن است که آلومینیوم دارای ضریب انبساط حرارتی نسبتا بالایی است. این بدان معناست که کرتن وال ها در فاصله بین دهانه طبقات با توجه به مقدار طول آن و اختلاف دما به اندازه ای دچار انبساط و انقباض می شود.

 

برای کنترل این انبساط و انقباض ،اجزای افقی اندکی کوتاه تر بریده شده و فضایی میان اجزای عمودی و افقی لحاظ می شود. در کرتن وال های یونی تایز به منظور جبران بار حرارتی ، فاصله ای میان هر یونیت (واحد) وجود دارد که برای جلوگیری از نفوذ آب و هوا به درون این فضا از درزگیرهای وایپر (Wiper Gasket)استفاده می شود.

 

۶- بار ناشی از انفجار

انفجار های تروریستی و پیش بینی نشده یکی از عوامل مهم شکستن کرتن وال ها بوده که نگرانی زیادی ایجاد می کند. با توجه به اینکه کرتن وال در جداره خارجی ساختمان قرار دارد نخستین خط مقاومت در برابر انفجار و حمله بمب محسوب می گردد.

 

با این حساب لازم است که کرتن وال مقاوم در برابر انفجار به صورتی طراحی شود که فشار انفجار را بدون آنکه داخل ساختمان نیاز به محافظت از آن را داشته باشد تحمل نماید. از آنجایی که بار ناشی از انفجار نیروی بالایی دارد که در زمان اندکی به کرتن وال وارد می شود، باید عکس العمل کرتن وال تحت بارهای دینامیکی موردآنالیزو بررسی قرار گیرد.

 

این بدان معناست که همزمان با اتمام طراحی و نصب ،آزمایش در مقیاس و مدل کوچکتر صورت گرفته و میزان مقاومت کرتن وال در برابر فشار انفجار مورد بررسی و آنالیز قرار گیرد. شیشه ضد انفجار نیز شیشه لامینه یا عایقی است که در هنگام انفجار بعد از شکستن از اجزای عمودی جدا نمی شود.

 

مزیت این شیشه آنست که در اثر انفجار در فضا پراکنده نشده و صدمات جانی به عابران اطراف ساختمان وارد نمی شازد. از این تکنولوژی در مناطقی که مستعد وقوع طوفانند به منظور محافظت در برابر پخش خرده شیشه ناشی از وزش باد استفاده می گردد.