هر آنچه باید در مورد میلگرد حرارتی بدانید

میلگردهای حرارتی روی سطوح نرم و فرورفته مانند سقف استایروفوم قرار می گیرد. زیرا اسپیسرهای اعمال شده در این سطوح در اثر جابجایی و انتقال مصالح ساختمانی و بتن ریزی در سطح نرم و فرورفته قرار می گیرد. در این صورت داشتن یک شبکه میلگرد یکپارچه غیر ممکن است. لازم به ذکر است که میلگرد حرارتی عموما روی سطوح استایروفوم با قطر کم اجرا می شود. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد چیست مراجعه نمایید)

میلگرد حرارتی چیست؟

• میلگردهای حرارتی خواص مکانیکی بالاتر نسبت به فولاد معمولی که امکان استفاده از مقاطع کوچکتر یا کاهش آرماتور را فراهم می کند. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد بستر مراجعه نمایید)
• خواص استحکام تسلیم و کشیدگی که الزامات ساخت و ساز و مقاومت در برابر زلزله را برآورده می کند.
• خواص مکانیکی در دمای بالا- کششی و خزش بیشتر از فولادهای معمولی است که مقاومت در برابر آتش را بهبود می بخشد.
• رسانایی حرارتی بسیار کم که امکان درمان پل های حرارتی را فراهم می کند.
• میلگردهای حرارتی ساختاری است که به طور فزاینده ای برای صرفه جویی در انرژی و حذف کف سرد و تراکم و رشد قالب استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به خرید میلگرد با پروانه ساختمان مراجعه نمایید)

میلگرد حرارتی قبل از قرار دادن در بتن با اتصالات سیمی در موقعیتی قرار می گیرد که پل حرارتی زمانی اتفاق می افتد که عناصر ساختمان مانند بالکن ها و لبه های دال یا جان پناه ها از مواد رسانایی حرارتی بالا ( مانند بتن یا فولاد ) از لایه عایق بیرونی ساختمان بیرون زده و اجازه می دهند. انرژی گرمایی به سرعت از داخل ساختمان به داخل ساختمان منتقل شود. معماران و مهندسان از استراتژی هایی مانند عایق بهبود یافته, پنجره های سه جداره و مبدل های حرارتی هوا به هوا و پوشش های هوای ساختمان برای بهبود عملکرد انرژی ساختمان استفاده کرده اند. اما عناصر سازه ای بیرون زده مانند بالکن های بتنی یک پل حرارتی بسیار رسانا برای گرمای داخلی ایجاد می کنند. برای پراکندگی در محیط های بیرونی سرد. (جهت مطالعه بیشتر به فورجینگ میلگرد مراجعه نمایید)

بالکن های بتنی بدون خط نما,‌ دال های داخلی را سرد می کنند و باعث می شوند که دمای سطح داخلی نزدیک به نفوذ بالکن به زیر نقطه شبنم بیفتد و در نتیجه متراکم شدن,‌ تشکیل قالب و خراب شدن مواد رخ دهد. تخریب بالکن بتنی یک مشکل بزرگ در برج های مسکونی بلند مرتبه در سراسر جهان بوده است. سرعت انتقال حرارت در درجه اول به اختلاف دما در سراسر پل حرارتی ,‌هدایت حرارتی مواد بیرون زده و سطح مقطع حرارتی بستگی دارد.

مجموعه میلگرد حرارتی قبل از استقرار فولاد و قرار دادن بتن در بالای قالب عرشه قرار می گیرد. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد کلاف چیست مراجعه نمایید)

پل های حرارتی

گاهی اوقات بالکن ها در محل استراحت با میلگرد با روکش اپوکسی تقویت می شوند. میلگرد حرارتی تکمیل شده سطحی هموار با صفحات داخلی و خارجی را فراهم می کند.

تعداد کمی از کدهای ساختمانی و استانداردهای آمریکای شمالی در حال حاضر دقیقا به چگونگی کاهش پل های حرارتی می پردازند. اما این در حال تغییر است. (جهت مطالعه بیشتر به زنگ زدایی میلگرد و تیرآهن مراجعه نمایید)

مطالعات انجام شده و کمیته های کد در حال بررسی تغییر کدهای ساختمانی هستند. تا به طور خاص به پل های حرارتی در بالکن ها و سایر عناصر سازه ای برجسته بپردازند. توسعه دهندگان همچنین به طور مستقل به دنبال بهبود شیوه های ساخت و ساز خود هستند تا ارزش سرمایه گذاری خود را افزایش دهند. (جهت مطالعه بیشتر به اهمیت کنترل کیفیت در تولید آهن مراجعه نمایید)

مطالعه ای بر روی پل های حرارتی در بالکن ها توسط RDH Building Science انجام شد که اهمیت میلگردهای حرارتی لبه دال و بالکن ها در طراحی ساختمان گنجانده می شوند. دستیابی به انطباق دستوری بدون استفاده از نوع شکستگی حرارتی لبه های دال تقریبا غیر ممکن است. میلگردهای حرارتی بالکن و مقدار R‌ را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. (جهت مطالعه بیشتر به خاموت چیست مراجعه نمایید)

مطالعه RDH‌ چهار راه مختلف را برای کاهش پل های حرارتی ناشی از بالکن بتن از جمله شکستگی های حرارتی دال بتنی ساخته شده مورد بررسی قرار داد.

مدل سازی نشان داد که اثر بخشی حرارتی و مقرون به صرفه برش های دال سازه ای و تقویت دال متمرکز و پوشش های عایق کامل بالکن در مقایسه با میلگرد حرارتی دال های تولیدی نسبتا ضعیف است بنابراین مطالعات بیشتر دنبال نشد. به طور کلی سیستم میلگرد حرارتی لبه های بالکن و آزادی معماری را برای طراحان فراهم می کنند و در عین حال ویژگی های عملکرد حرارتی ساختمان را حفظ می کنند تا مصرف انرژی ساختمان را کاهش دهند. آسایش حرارتی را بهبود بخشند. و الزامات سخت گیرانه تر کد ساختمان را برآورده کنند. (جهت مطالعه بیشتر به آشنایی با جوش سر به سر یا فورجینگ میلگرد مراجعه نمایید)

سایر تحقیقات انجام شده نشان می دهد که شکست های حرارتی سازه ای با جایگزینی بتن مسلح جامد در محل اتصال با یک سیستم سازه ای بهینه متشکل از:
مواد عایق مانند پلی استایرن منبسط شده که غیر ساختاری است و بدنه و سطح اصلی میلگرد حرارتی را تشکیل می دهد.

میله های فولادی تقویت کننده که از بدنه عایق میلگرد حرارتی عبور می کنند و از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند که تنها ۳۰ درصد رسانای فولاد کربنی است. علاوه براین مقاومت در برابر خوردگی آنها دوام اتصال سرد را بهبود می بخشد.

ماژول های بتنی که از بتن فوق العاده با کارایی بالا تقویت شده با الیاف فولادی ساخته شده اند تا میزان مواد رسانای بتن را برای عملکرد حرارتی بالاتر به حداقل برسانند و این مجموعه از فولاد و بتن استحکام برشی و خمشی لازم را در محل اتصال فراهم می کند.

(جهت مطالعه بیشتر به مشخصات فنی میلگردهای بافق و ابرکوه مراجعه نمایید)

نصب میلگرد حرارتی

در ساده ترین حالت میلگرد حرارتی یک اتصال ساختمانی تقویت شده پر از عایق است. (جهت مطالعه بیشتر به مدیریت نوسان قیمت میلگرد مراجعه نمایید)

فولاد تقویت کننده در داخل تا لبه دال اجرا می شود. میلگرد حرارتی با میله های تقویت کننده فولاد ضدزنگ ۳۰ اینچی از بالا در هر دوطرف بیرون زده است. در لبه دال قرار گرفته و با سیم به فولاد داخلی متصل می شود. میلگرد حرارتی به عنوان یک عضو کششی برای پشتیبانی از دال بالکن کنسولی عمل می کند.

به همین ترتیب در دال بیرونی بالکن ضد زنگ به میلگرد متصل می شود که گاهی اوقات با روکش اپوکسی پوشانده می شود. قالب بالکن در هنگام بتن ریزی به صورت بالکن پوشانده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد ارزان در بازار مراجعه نمایید)

مدیر فروش منطقه ای و مهندسی میلگرد حرارتی آمریکای شمالی می گوید: در کاربردهایی با دال تقویت شده با فولاد ملایم این کار نسبتا ساده است. شما اساسا در حال ایجاد یک شرایط لبه دال با یک شکاف ۷ اینچی بین دال و بالکن هستید. مواد ما فقط در آن شکاف می افتند. جایی که به طور موثر به عنوان یک توقفگاه در محل عمل می کند.

در قسمت پایین مجموعه میلگرد حرارتی ماژول های فشاری با مقاومت بالا قرار دارند که در برابر صفحات داخلی و بالکن مقاوم هستند و با بتن با مقاومت فشاری ۱۷۵۰۰ Psi‌ پر شده اند. در پایین میلگرد حرارتی آرماتور اضافی در لبه دال قرار می گیرد. از آنجایی که میله های بالایی در کشش هستند. ماژول های فشرده سازی در پایین اتصال توسط لبه های دال مجاور درگیر می شوند. به همین دلیل توجه بیشتری فراتر از یک لبه دال معمولی مورد نیاز است. میله های طولی اضافی و میله های روبه پایین یا میله های U برای سفت شدن آن مورد نیاز است تا هنگام درگیر شدن ماژول های فشرده سازی ریزش نکند. اگر بالکن های کوچکی داریم نیازی به تقویت لبه های اضافی نیست. اما اگر کنسول های بزرگ دارید مطمئن می شویم که آن لبه به اندازه ای سفت است که از مجموعه در پایین دال پشتیبانی کند.

(جهت خرید و بررسی به خواص مکانیکی میلگردهای بافق مراجعه نمایید)

بالکن های کنسولی که توسط میلگرد حرارتی از دال ساختمان جدا شده اند تا زمانی که بتن به مقاومت تعیین شده برسد پشتیبانی می شود.

میلگرد حرارتی آمریکای شمالی برای ساخت وساز بتنی حاوی اجزای عایق و باربر با میلگرد است که در هنگام نفوذ به طور کامل در سازه های بتنی داخلی و خارجی ریخته می شود. (جهت مطالعه بیشتر به اسکلت بتنی چیست مراجعه نمایید)

عایق های خارجی در ساختمان ها در اروپای شمالی و قاره ای بیشتر استفاده می شود. نسبت به عایق داخلی این تکنیک منجر به ایجاد پل های حرارتی در نمای ساختمان می شود. که دارای عناصر برجسته مانند بالکن است. در آن صورت برای بر آوردن نیازهای حرارتی واقعی استانداردها و تداوم عایق در رابط ها با استفاده از سیستم های میلگردهای حرارتی TBS‌ لازم است. این سیستم ها معمولا از یک جعبه حاوی مواد عایق ساخته می شوند. و سیستم سازه مینیمالیستی قادر به انتقال نیروی برشی و لنگر خمشی از بالکن به دیوار در بیشتر موارد عناصر ساختاری مورد استفاده در TBS‌ از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند. نسبت به فولاد معمولی رسانای حرارتی کمتری دارد. (جهت مطالعه بیشتر به نحوه کاشت میلگرد در بتن مراجعه نمایید)

عایق جایی که به اصطلاح پل های حرارتی ایجاد می شود. تراکم موضعی آب می تواند باعث خراب شدن پوشش داخلی ساختمان شود. و حتی کاهش کیفیت هوای داخل ساختمان به دلیل توسعه پوسیدگی پل های حرارتی باید با استفاده از راه حل های مناسب مانند سیستم های میلگرد حرارتی کاهش یابد. (جهت مطالعه بیشتر به افزایش قیمت میلگرد در میان رشد تقاضا مراجعه نمایید)

الف/ نمای میلگرد حرارتی از سمت بالکن دیده می شود.

ب/ سیستم میلگرد حرارتی ساخته شده

یک صفحه انتهایی مستطیلی بر روی عضو U جوش داده شده است. این صفحه انتهایی توسط دو به هم وصل شده است. عملکرد مکانیکی SUNE تحت بارهای عمودی در ۴ ارائه شده است. برای مشارکت برای عملکرد حرارتی TBS‌ از فولادهای ضد زنگ دوبلکس با قدرت تسلیم بیشتر از ۶۰۰ مگاپاسکال و ۵۵۰ مگاپاسکال به ترتیب برای میلگردهای و پروفیل های فولادی استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به علل شکستن میلگرد مراجعه نمایید)

تجزیه SUNE

بالکن با قرار گرفتن در خارج از پوشش حرارتی ساختمان دچار خطرات اقلیمی و شرایط آب و هوایی و دمای بیرون و تابش خورشید باعث می شود میلگرد حرارتی در راستای عایق قرار گیرد و در نتیجه اتصال را تضمین می کند.

بین بالکن بیرونی و دال کف داخلی دومی در داخل ساختمان قرار دارد در نتیجه فقط دستخوش تغییرات کم دما می شود.

بنابراین شکست حرارتی در معرض برش ناشی از تغییر شکل افقی بالکن به عنوان تابعی از تغییرات دمای بیرون ساختمان به همین دلیل اجزای TBS‌ باید طراحی شوند تا بتواند چنین تغییر شکل آزادانه تحت نیروهای حرارتی اما پروفیل فولادی U‌ شکل تسلیم می شود.

در حوزه طراحی خستگی در این مورد با طراحی معمول مطابقت ندارد. (جهت خرید و بررسی به قیمت میلگرد مراجعه نمایید)

در حوزه مهندسی عمران تنش نسبتا زیاد و تعداد بار است. چرخه کم است در حالی که استانداردهای طراحی با عمر خستگی بالا با تعداد قابل توجهی بالا سروکار دارند.

جهت مطالعه بیشتر به میلگرد  مراجعه فرمایید.