کاربرد آلومینیوم در صنعت ساختمان و بازسازی

کاربرد آلومینیوم در صنعت ساختمان

هر نوع فلز یا به طور کلی، هر ماده‌ای با توجه به ویژگی‌ها و خصوصیات خود، در صنایع مختلف کاربردهای گوناگونی دارد. آلومینیوم نیز با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در صنایع گوناگون به کار می‌رود. این فلز ارزشمند به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنایع مانند هوافضا، حمل و نقل، خودروسازی، بسته‌بندی، الکتریکی، ساختمانی و صنایع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. خصوصیات منحصر به فرد آلومینیوم، این فلز را به یکی از مواد اصلی در بسیاری از صنایع تبدیل کرده است. در نمودار زیر، مصرف آلومینیوم در صنایع مختلف به دقت نمایش داده شده است.

آلومینیوم در صنعت ساختمان و جهانی بودن آن

در حال حاضر، درصد قابل توجهی از تولید جهانی آلومینیوم در صنعت ساختمان مصرف می‌شود. آلومینیوم در ساختمان‌ها و سازه‌ها در طیف وسیعی از کاربردهای متفاوت به کار می‌رود. این کاربردها شامل در و پنجره‌ها، سقف‌های آلومینیومی در داخل و خارج ساختمان‌ها و کارخانه‌ها، پنجره و ورق‌های روکش‌دار پیش‌ساخته آلومینیومی برای نمای ساختمان‌های عظیم، ویترین‌های مغازه، درب‌ها، سایه‌بان‌ها، تجهیزات و وسایل معماری، تجهیزات هدایت آب باران و … می‌باشد.

جلوگیری از فرسایش ساختمان

همچنین، سازه‌ها و روکش‌های آلومینیومی برای بازسازی بسیاری از ساختمان‌های بتنی با عمر بیش از ۵۰ سال که نمایانگر نشانه‌های تخریب و پوسیدگی در آن‌ها استفاده می‌شود. این روش به جلوگیری از فرسایش بیشتر ساختمان کمک می‌کند، زیبایی آن را افزایش می‌دهد و به علاوه به دلیل خصوصیات عایق‌بندی روکش آلومینیوم، باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود.

وزن سبک و خصوصیات قابل‌شکل‌گیری بالای تجهیزات آلومینیومی، این فلز را به یکی از مواد اصلی در مهندسی ساختمان تبدیل کرده است. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که آلومینیوم به عنوان یک جایگزین مناسب برای ساخت در و پنجره استفاده شود. مصالح آلومینیومی دارای عمر زمان طولانی بوده و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند. همچنین، استفاده از آلومینیوم موجب کاهش بار استاتیکی و فشار وارد بر ساختمان می‌شود، که منجر به کاهش مصرف مواد ساختمانی و کاهش فشار بر پی‌ساختمان می‌گردد. به این ترتیب، می‌توان فوندانسیون ساختمان را با مصالح کمتری طراحی کرد.

سیستم در و پنجره گرمابند

اگرچه پنجره‌های آلومینیومی به دلیل ویژگی‌های که پیشتر ذکر شد، به عنوان یکی از محصولات قدیمی و کاربردی در صنعت ساختمان محسوب می‌شوند، اما با پیشرفت تکنولوژی و اهمیت بهینه‌سازی مصرف انرژی، این پنجره‌ها نیز به تکنولوژی جدیدی دست یافته‌اند که به آن ترمال بریک یا گرمابند می‌گویند. پنجره‌های آلومینیومی معمولی در هوای سرد رطوبت و سرما را به داخل جدار منتقل می‌کنند و دارای فاکتور U بالایی هستند (که اندازه سرعت جریان حرارت غیرخورشیدی از یک پنجره را فاکتور U می‌نامند).

سیستم ترمال بریک با حل این مشکل، فاکتور U پنجره‌های آلومینیومی را از ۲ به ۱ کاهش می‌دهد. این پنجره‌ها از دو مقطع پروفیل آلومینیومی جداگانه تشکیل شده‌اند که توسط نوارهای لاستیکی پلی‌آمید به هم متصل شده‌اند. نوار پلی‌آمید جلوگیری می‌کند که حرارت از یک محیط به محیط دیگر منتقل شود، بنابراین این سیستم به نام ترمال بریک شناخته می‌شود؛ زیرا حرارت را می‌شکند و از نفوذ آن به محیط دیگر جلوگیری می‌کند. پلاستیک‌های پلی‌آمید مورد استفاده در این سیستم دارای استحکام مکانیکی به وزن بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، آب، اشعه و حرارت، و خواص مکانیکی در دماهای بالا هستند.

علاوه بر این موارد، استفاده از سیستم ترمال بریک می‌تواند سبب عدم ورود صدا به داخل محیط ساختمان شود. امروزه، جلوگیری از نفوذ آلودگی‌های صوتی به محیط‌های کاری، بیمارستانی، فرودگاهی، مدرسه‌ای و غیره از اهمیت بسیار برخوردار است. طبق استانداردهای این سیستم، با استفاده از شیشه دوجداره با حد فاصل هوایی دوازده میلیمتر و ضخامت چهار میلیمتر، میزان صدا در فرکانس ۱۰۰۰ سیکل بر ثانیه را به ۳۵ دسی‌بل کاهش می‌دهد. این در حالی است که با استفاده از پنجره‌های استاندارد، کاهش صدا تا ۴۷ دسی‌بل در داخل سالن فرودگاه امکان‌پذیر است، که صدای غرش هواپیما را به صدایی کمتر از صدای زنگ تلفن تبدیل می‌کند.

قابلیت جلوگیری از ورود هوا، گردوغبار، آلودگی‌ها و همچنین جلوگیری از نفوذ آب از دیگر مزایای این پنجره‌ها به‌شمار می‌آید. طراحی مناسب و ایجاد منافذ و شیب‌های لازم در مقاطع پروفیل به همراه وجود محل‌های مناسب برای تخلیه آب و هدایت آن به خارج از پنجره، به جلوگیری از نفوذ آب به داخل ساختمان کمک می‌کند. این طراحی با توجه به خصوصیت اکسترودپذیری و قابلیت شکل‌پذیری مناسب آلومینیوم، به‌راحتی قابل اجرا است. استفاده از سیستم شیشه دوجداره همراه با سیستم پنجره‌های آلومینیومی ترمال بریک، به‌علاوه از ایجاد زیبایی، دوام، سبکی و تنوع در شکل و رنگ، باعث جلوگیری از اتلاف انرژی در ساختمان به‌میزان قابل‌توجهی می‌شود.

سقف‌های کاذب آلومینیومی

یکی از کاربردهای گسترده آلومینیوم در صنعت ساختمان، تولید سقف‌های کاذب است. نیاز به محیط‌های آرام و زیبا برای فروشگاه‌های ساختمانی بزرگ، هتل‌ها، و بیمارستان‌ها، همچنین نیاز به سقف‌های با مقاومت بالا به خوردگی در استخرها و محیط‌های مرطوب، باعث شده تا آلومینیوم به عنوان مواد اصلی در تولید سقف‌های کاذب (دامپا و تایل) در صنعت ساختمان وارد شود.

این سقف‌ها با طرح‌های مختلف و همراه با لایه پشم سنگ به عنوان عایق، در بناها استفاده می‌شوند. مزایای این نوع سقف‌ها عبارتند از: دامنه مصرف وسیع، ظاهر آراسته و دکوراتیو، خواص آکوستیکی، عدم قابل اشتعالی، نصب سریع، دسترسی ساده و سریع به تجهیزات پشت سقف، تنوع و زیبایی رنگ، دوام، قابلیت نصب بر روی دیوار، تجهیز به هر نوع چراغ، ایجاد دریچه بلندگو، و قابلیت شستشو. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند تا سقف‌های کاذب مناسب برای استفاده در مراکز صنعتی، بیمارستان‌ها، هتل‌ها، استخرها، محیط‌های مرطوب، سالن‌های ورزشی و حتی فضاهای باز مانند سقف پمپ بنزین باشند.

نماهای آلومینیومی

نما، یک جزء لاینفکی از ساختمان است که علاوه بر زیبایی خاصی که به سازه می‌بخشد، ظاهر شهر را نیز زیباتر می‌کند. ویژگی‌های منحصر به فرد آلومینیوم، انقلاب جدیدی را در مهندسی معماری و ساختمان آغاز کرده است. نماهای آلومینیومی با قابلیت شکل پذیری بالا، زیبایی چشمگیر و خارق‌العاده، تنوع، طراحی و اتصال آسان، امروزه توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند. با انتخاب نمای مناسب برای ساختمان، می‌توان سازه‌های زیبا ایجاد که در هنگام حوادثی مانند زلزله ایمن بوده و خطر آفرین نباشند. نماهای آلومینیومی در مقایسه با سایر نماها برای این منظور مناسب‌تر هستند.

در مقایسه با نماهای سنگی که خطر سقوط سنگ را دارند، نماهای آلومینیومی به دلیل اتصال مناسب به اسکلت ساختمان، مقاومت بالایی در مقابل زلزله و حوادث دیگر دارند و تنها مسئله ممکن این است که شیشه‌ها فرو بیفتند که این مشکل نیز با استفاده از شیشه‌های جدید که ایمن هستند یا ورق‌های پلی‌کربنات رفع شده است.

علاوه بر سبکی، مقاومت به خوردگی، و قابلیت استفاده در مناطق با آب و هوای مختلف، توانایی رنگ پذیری و ایجاد ساختارهای زیبا و با دوام، باعث استفاده گسترده از آلومینیوم در صنعت ساختمان شده است. استحکام بالای این فلز به همراه سبکی آن، امکان ایجاد نماهای بلند و با ارتفاعات مختلف را فراهم کرده است. تنوع در سیستم‌های نماهای آلومینیومی این امکان را فراهم می‌کند که بهترین نوع سیستم با توجه به شرایط آب و هوایی، ژئوفیزیکی منطقه، و مشخصات سازه انتخاب شود. به علاوه، آلومینیوم در بخش‌های متنوعی از ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله سیستم‌های حرارتی، رادیاتورهای آلومینیومی، سیستم‌های تهویه، دستگیره‌ها و یراق‌آلات، نرده‌ها و حفاظ‌ها، پلکان‌ها، مبل‌ها و صندلی‌ها، و چراغ‌ها.

آلیاژهای آلومینیوم مصرفی در ساختمان سازی

آلیاژهای ریختگی و کارپذیر در صنعت ساختمان هر دو مورد استفاده قرار می‌گیرند. آلیاژهای دارای منیزیم مانند (LM5، 5083، 5251)، منگنزدار (3103)، سیلیکون دار (LM6) و یا ترکیبی از منیزیم و سیلیکون (6082، 6063، LM25)، همگی دارای دوام بسیار خوب و مقاومت بالا در برابر اثرات محیط‌های دریایی و صنعتی هستند.

این آلیاژها در صنعت ساختمان به صورت محصولات نوردی، اکسترودرژن، ریخته گری و پرس شده به کار می‌روند. از نظر طراحان، قطعات تولید شده به وسیله اکسترودژن بسیار مناسب‌تر به نظر می‌آیند، زیرا این روش شکل‌دهی بسیار مناسبی برای آلومینیوم است و این امکان را فراهم می‌کند که انواع مختلفی از پروفیل‌ها تولید شوند که محدودیت‌های موجود در طراحی را تقریباً رفع کنند. شکل‌ها و پیکربندی‌های پیچیده که از طریق اکسترودژن قابل حصول است، به طراح این امکان را می‌دهد تا پیچیدگی‌های خاص مانند شیارهای اتصالات، ملزومات جلوگیری از اتلاف حرارت، لبه‌های صاف و عاری از عیب را به همراه با استحکام ذاتی محصول در اختیار داشته باشد.

این ویژگی‌ها به نوبه خود باعث محبوبیت و مقبولیت گسترده محصولات آلومینیومی در صنایع ساختمان می‌شود. در نتیجه، تغییرات قیمت پروفیل‌های آلومینیوم و سایر مقاطع آلومینیومی، در تصمیم‌گیری برای استفاده از آن در سطوح مختلف تأثیرگذار است.

آلومینیوم نورد شده به عنوان یک ماده چند منظوره در هزاران شکل در سازه‌های مدرن استفاده می‌شود، که این خاصیت آن را به ماده‌ای مناسب برای ساخت سقف‌های ساختمان‌ها تبدیل کرده است. ورق‌های آلومینیومی به عنوان یک ماده مناسب برای روکش تزئینی و حفاظت ساختمان‌ها عمل می‌کنند. این روکش‌ها همچنین برای جلوگیری از تغییر رنگ یا پوسیدگی بیشتر ساختمان‌های بتنی کاربرد دارند. در سیستم‌های گرمایشی، هدایتی و تهویه آلومینیومی نورد شده می‌تواند تقریباً تمامی جزئیات طراحی را برآورده کند. علاوه بر طول عمر کاری طولانی و مفید، قطعات و اجزای آلومینیومی قابل بازیافت و استفاده مجدد هستند.

نرخ بازیافت محصولات آلومینیومی مصرفی در صنایع ساختمان بیش از ۸۰ درصد است. این بازیافت سریع و آسان باعث شده تا قراضه آلومینیومی با قیمت بالایی خرید و فروش شود و حتی پس از پایان عمر ساختمان از قیمت مناسبی برخوردار باشد.

در حال حاضر با افزایش تقاضا برای مسکن و توجه به مسائل صرفه‌جویی در انرژی، مدیریت زباله و بازیافت، و همچنین تغییرات در شاخص‌هایی مانند تجزیه و تحلیل چرخه عمر مواد (LCA)، صنعت ساختمان‌سازی به سرعت در حال رشد است. ما به ساختمان‌های هوشمند و روش‌های جدید ساختمان‌سازی، مانند ساختمان‌های پیش‌ساخته، شاهد خواهیم بود. این تحولات کار را از مناطق ساختمانی به کارخانه‌ها کشانده و آلومینیوم و انواع پلاستیک‌ها هر دو پتانسیل بالایی برای این نوع نوآوری را دارند و به مقیاس وسیعی وارد این صنعت شده‌اند، و مصرف روزافزون آن‌ها در ساختمان‌های آینده قابل پیش‌بینی است.