ضخامت دیوار ال اس اف

استفاده از سیستم سازه‌ای قاب فولادی سبک (LSF) در پروژه‌های ساختمانی، به دلیل سرعت بالا و کیفیت مناسب، محبوبیت زیادی پیدا کرده است. یکی از مهم‌ترین چالش‌های فنی در طراحی این سیستم، ضخامت دیوار LSF است که باید هم‌زمان الزامات سازه‌ای، حرارتی و معماری پروژه را برآورده کند. در این مقاله جامع، تمامی ابعاد مرتبط با تعیین ضخامت دیوار ال اس اف را بر اساس مقررات ملی ساختمان ایران و استانداردهای فنی، از مبانی پروفیل‌های نورد سرد تا تأثیر الزامات عملکردی مانند عایق‌بندی حرارتی (مبحث ۱۹) بررسی می‌کنیم تا به شما در انتخاب بهینه‌ترین ضخامت برای پروژه خود کمک کنیم.

ضخامت دیوار LSF: ابعاد حیاتی که باید بشناسید

ضخامت نهایی یک دیوار LSF، مجموعه‌ای از ابعاد است که هر یک وظیفه‌ای خاص بر عهده دارند. به زبان ساده، ضخامت دیوار ال اس اف از سه جزء کلیدی تشکیل می‌شود:

1. عمق جان پروفیل سازه‌ای (Web Depth): تعیین‌کننده اصلی حفره یا فضای خالی دیوار.
2. ضخامت لایه‌های پوششی داخلی و خارجی: برای تأمین عملکرد آتش‌بندی، زیرسازی و زیبایی.
3. فضای لازم برای عایق: که معمولاً توسط الزامات حرارتی تعیین می‌شود.

مبانی سازه‌ای و تعریف ضخامت پروفیل ال اس اف

سازه ال اس اف بر پایه مقاطع فولادی نورد سرد (Cold-Formed Steel) استوار است. این مقاطع گالوانیزه C-شکل (استاد یا وادار) به‌عنوان عناصر باربر عمودی عمل می‌کنند.

ضخامت فولاد پایه (BMT) چه نقشی دارد؟

ضخامت فولاد پایه (Base Metal Thickness – BMT)، اولین بُعدی است که مقاومت مقطع در برابر کمانش و خمش را تعیین می‌کند. این ضخامت مستقیماً به محاسبات سازه‌ای و توانایی باربری دیوار وابسته است.

• محدوده استاندارد: ضخامت ورق فولادی خام مورد استفاده در تولید پروفیل‌های LSF معمولاً بین ۰.۶ تا ۲.۵ میلی‌متر است.
• تأثیر بر ضخامت نهایی: ضخامت BMT، گرچه برای مقاومت جانبی دیوار ال اس اف حیاتی است، اما تأثیر مستقیمی بر ضخامت نهایی دیوار (Total Assembly Thickness) ندارد. برای مثال، چه ورق ۱ میلی‌متر باشد و چه ۲ میلی‌متر، عمق پروفیل C-شکل که فضای حفره دیوار را ایجاد می‌کند، ثابت می‌ماند.

عمق جان پروفیل (Web Depth): عامل اصلی تعیین‌کننده ضخامت

عمق جان (Web Depth) مقاطع استاد، در واقع اندازه فضای خالی یا حفره (Cavity) درون دیوار را مشخص می‌کند. این عمق مهم‌ترین عامل در تعیین ضخامت نهایی دیوار LSF است و دو وظیفه اصلی دارد:

1. ظرفیت سازه‌ای: تأمین ظرفیت باربری لازم (به‌ویژه در دیوارهای باربر) و جلوگیری از کمانش.
2. عملکرد حرارتی و تأسیسات: فراهم کردن فضای کافی برای قرار دادن عایق‌های حرارتی و صوتی و همچنین عبور آسان تأسیسات مکانیکی و برقی.

نکته کلیدی: در بسیاری از پروژه‌ها، عمق پروفیل استاد توسط حداقل الزامات سازه‌ای تعیین نمی‌شود، بلکه این الزامات عملکردی حرارتی (مبحث ۱۹) هستند که ضخامت نهایی دیوار خارجی را دیکته می‌کنند.

پوشش‌ها و عایق‌ها: لایه‌های عملکردی ضخامت‌ساز

ضخامت دیوار LSF حاصل جمع عمق سازه‌ای (استاد) و ضخامت لایه‌های پوششی است که برای تأمین عملکردهای مختلف ضروری هستند.

پوشش‌های داخلی: آتش‌بندی و صوت

رایج‌ترین پوشش داخلی دیوارهای LSF، پانل‌های گچی (گچ برگ) هستند.

• ضخامت استاندارد: ضخامت یک لایه گچ برگ معمولاً ۱۲.۷ میلی‌متر است.
• افزایش عملکرد: در ساختمان‌سازی با LSF، اغلب برای افزایش مقاومت در برابر آتش‌سوزی و بهبود عملکرد صوتی، از دو لایه گچ برگ در هر طرف دیوار استفاده می‌شود.
• ضخامت پوشش استاندارد: دو لایه گچ برگ در هر طرف، مجموعاً حدود ۵۰.۸ میلی‌متر (۲۵.۴ میلی‌متر در سمت داخلی و ۲۵.۴ میلی‌متر در سمت خارجی) به ضخامت کلی دیوار اضافه می‌کنند. این ضخامت مضاعف برای ایمنی سازه ال اس اف در برابر حریق و کاهش انتقال صدای هوابرد حیاتی است.

بیشتر بخوانید: عملکرد ساختمان ال اس اف در شرایط آتش سوزی

پوشش‌های خارجی و زیرسازی: مهار برشی و پل حرارتی

برای دیوارهای پیرامونی، مصالحی مانند سمنت برد یا ورق‌های OSB (Oriented Strand Board) به‌عنوان زیرسازی نما رایج هستند.

• ضخامت OSB: ورق‌های OSB معمولاً دارای ضخامت‌های ۹ یا ۱۲ میلی‌متر هستند.
• وظایف مهم OSB: ورق OSB نه‌تنها زیرسازی نما را فراهم می‌کند، بلکه به‌عنوان جزء مهارکننده برشی در برابر بارهای جانبی (مانند زلزله) عمل می‌کند و مهم‌تر از آن، برای کاهش اثر پل حرارتی ایجاد شده توسط ستونک‌های فولادی (Studs) به کار می‌رود.

اجزای بهبوددهنده عملکرد صوتی (Resilient Channel)

در دیوارهایی که نیاز به عملکرد صوتی بالایی دارند، از مقاطع کلاهی‌شکل به نام رزیلنت چنل (Resilient Channel) استفاده می‌شود.

• نحوه عملکرد: این اجزا با ایجاد یک فاصله میان گچ برگ و قاب فولادی، از اتصال مستقیم و انتقال صداهای درون سازه‌ای جلوگیری می‌کنند.
• افزایش ضخامت: رزیلنت چنل‌ها معمولاً دارای عمق ۱۴ میلی‌متر هستند و نصب آن‌ها در یک سمت دیوار، ضخامت نهایی دیوار را به همین میزان افزایش می‌دهد.

محاسبه ضخامت نهایی: از پارتیشن تا دیوار باربر

ضخامت دیوار ال اس اف بر اساس نوع کاربری (باربر یا پارتیشن) و الزامات عملکردی پروژه متغیر است.

ضخامت دیوار غیرباربر داخلی (پارتیشن LSF)

دیوارهای پارتیشن فقط وظیفه جداسازی فضاها را دارند و بار عمودی سازه‌ای را تحمل نمی‌کنند.

ضخامت دیوار باربر خارجی (Structural Load-bearing Walls)

این دیوارها بارهای عمودی و جانبی را تحمل می‌کنند و نیازمند عمق استاد و ضخامت ورق بالاتری هستند.

الزامات حرارتی: مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده ضخامت دیوار ال اس اف

الزامات عملکردی حرارتی مطابق با مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان، مهم‌ترین عامل غیرسازه‌ای در تعیین ضخامت دیوارهای خارجی LSF است. این مقررات، نوع و ضخامت عایق حرارتی سازه ال اس اف مورد نیاز را بر اساس منطقه اقلیمی ساختمان تعیین می‌کنند.

نقش مقاومت حرارتی (R-Value)

این موضوع نشان می‌دهد که انطباق با مقررات انرژی، محرک اصلی برای افزایش ضخامت کلی دیوار LSF است و نه صرفاً بارهای سازه‌ای.

مقابله با پل حرارتی (Thermal Bridging)

پروفیل‌های فولادی به‌طور طبیعی هادی حرارت هستند و می‌توانند راندمان حرارتی دیوار را کاهش دهند (پل حرارتی). برای مقابله با این چالش:

• استفاده از عایق خارجی: استفاده از یک لایه عایق حرارتی متراکم در سمت خارجی جدار (روی ورق OSB یا سمنت برد) ضروری است.
• افزودن ضخامت: ضخامت این لایه‌های عایق خارجی مستقیماً به ضخامت نهایی دیوار افزوده می‌شود و نقش حیاتی در انطباق با مبحث ۱۹ دارد.

جمع‌بندی و انتخاب ضخامت بهینه

انتخاب بهینه ضخامت دیوار LSF باید بر مبنای یک تحلیل سه‌جانبه انجام شود:

مزیت فضایی LSF

ضخامت دیوار ال اس اف (معمولاً بین ۱۵۰ تا ۲۱۰ میلی‌متر) در مقایسه با دیوارهای سنتی که برای دستیابی به عملکرد حرارتی مشابه، ممکن است ضخامت‌هایی بین ۲۵۰ تا ۴۰۰ میلی‌متر نیاز داشته باشند، فضای داخلی بیشتری را برای شما فراهم می‌کند. این صرفه‌جویی در فضای اشغال شده توسط دیوارها، یک مزیت اقتصادی مهم برای هر پروژه ساختمانی است.

نتیجه‌گیری: مهندسان و طراحان در شرکت سیویلا، ضخامت نهایی دیوارها را با در نظر گرفتن عمق مورد نیاز عایق حرارتی (که توسط منطقه اقلیمی تعیین می‌شود) انتخاب می‌کنند تا ساختمان شما بالاترین راندمان انرژی را داشته باشد.