استحکام و باربری
عناصر به کار رفته در ساخت دیوار یا سقف باید استحکام کافی برای تحمل وزن خود را دارا بوده، علاوه بر آن، باربری کافی در برابر بارهای ناشی از باد، برف و بارهای وارده هنگام عملیات نصب را دارا باشند. در آیین نامه یوروکد ۳، بار وارده هنگام نصب، معادل بار گسترده ۰٫۶ کیلونیوتن بر متر مربع و بار نقطه ای ۰٫۹ کیلونیوتن توصیه شده است. در این خصوص، به طور کلی استحکام و باربری ساندویچ پانل که حاصل ترکیب ورق های رویین و زیرین و مغزه میانی است، به میزان زیادی بیش از مقدار لازم برای مقاومت در برابر بارهای برف، باد و بارهای حین اجراست.
لازم به توضيح است كه به منظور جلوگيري از آسيب ديدن ساندويچ پانل يا تيرريزي زير آن در اثر جابجاييهاي ناشي از اختلاف دما، در حالت ايده آل، بايستي جزئيات نصب پانلها به گونه اي باشد كه هر پانل اجازه انقباض و انبساط در دو جهت را داشته باشد. طرح و اجراي صحيح اين اتصالات انعطاف پذير كه در عين حال بايد آب بند و هوابند نيز باشند، مساله اصلي در اجراي ساندويچ پانلها يا ساير پوششهاي نازك مي باشد. در اين رابطه، به خصوص بايد توجه داشت كه ضريب انبساط گرمايي آلومينيوم زياد (تقريبا دو برابر فولاد) است.
در مقام مقايسه، پوششهاي آجري يا بتن پيش ساخته، بر خلاف پوششهاي نازك، دچار تغيير دماي سريع در روز و شب نمي شوند، زيرا ظرفيت گرمايي بالايي دارند و به سبب ذخيره كردن انرژي گرمايي، دمايشان به آرامي تغيير مي كند. ضخامت زياد اين پوششها هم سبب مي شود گراديان دما در مقطع آنها شديد نباشد. لذا اختلاف دماي مخرب در اين سازه ها به وجود نمي آيد.
مانع در مقابل نفوذ باد و باران
مصالح پوشش سنتي مانند آجر، سنگ و بلوك، هنگام بارندگي آب باران را در خود جذب نموده، در زمانهاي خشكي هوا، آن را به صورت بخار آب به هواي بيرون پس مي دهند. حداقل ضخامت لازم براي آن كه در اين ديوارها، نم به سطح داخل ساختمان نرسد، بستگي به ميزان برخورد باران به ديوار دارد(exposure to driving rain). در مناطق پر باران و مرطوب، بعضا ديوار به صورت دو جداره توخالي ساخته مي شود كه جدار بيروني جلوي باران را مي گيرد و جدار تويي كه از گچ يا بلوكهاي سبك است، عايق گرما است و سطح داخلي ديوار را تامين مي كند.
بر خلاف مصالح سنتي، مصالح پوششي كه جاذب آب نيستند، مانند فلز و شيشه، سبب مي شوند آب باران بلافاصله، به صورت لايه اي روي سطح ديوار جريان يابد. وجود اين جريان آب سبب مي شود درزهاي اجرايي موجود در پوشش، مستعد نفوذ آب باشند. از طرفي، در اين درزها جابجايي سازه اي و گرمايي نيز روي مي دهد و لذا موادي كه براي آب بندي آنها به كار مي روند بايد انعطاف پذيري و برگشت پذیری (resilience) مناسبی داشته باشد. از آنجا كه درزگيرها معمولا در برابر عوامل جوي و نور خورشيد سخت شده، خاصيت انعطاف پذيري خود را از دست مي دهند، همواره روي همه ي درزهاي آب بندي شده، باران گير (rain screen) |نصب مي شود. باران گير قدرت نفوذ جريان آب باران به درزها را نيز، هنگامي كه باران با وزش باد توام است مي كاهد.
بنابراين، درزها در اين نوع ساختمان، نقش اصلي را در مورد جلوگيري از نفوذ باد و باران خواهند داشت. از آنجا كه هزينه انرژي نيز رو به افزايش است و مسائل زيست محيطي هم بايد مد نظر قرار گيرد، تقاضا براي ساختن بناهاي آب بندتر با مصرف كمتر انرژي جهت سرمايش و گرمايش روزافزون مي باشد. به همين جهت، آيين نامه ها به سمت كنترل كمي عملكرد ايزولاسيون درزها پيش مي روند. براي سنجش آب بندي درزها، فشار هواي داخل بنا با استفاده از دمنده هوا افزايش يافته سپس روند افت فشار سنجيده مي شود.
ايزولاسيون گرمايي
همانطور كه ذكر شد، تقاضا براي بناهاي كم مصرفتر (جهت مصارف تهويه، سرمايش و گرمايش و نور) رو به فزوني است. براي مثال كشورهاي اروپايي براي انجام تعهد خود در پيمان كيوتو (كاهش توليد دي اكسيد كربن) به اين نتيجه رسيده اند كه مصارف انرژي ساختمانها سهم قابل توجهي در مصرف كل انرژي دارد. مصرف انرژي يك ساختمان به عوامل متعددي بستگي دارد. يكي از اين عوامل ايزولاسيون گرمايي ساختمان است.
ساندويچ پانلها به سبب وجود مغزه عايق، با وجود ضخامت كم مي توانند عايق گرمايي مناسبي باشند. مساله حياتي در اين زمينه كاهش پلهاي گرمايي (Thermal bridges) در جزئيات اجرايي است. يعني اولا در هر پانل، ورقهاي رويي و زيرين حداقل ارتباط فلزي به يكديگر را داشته باشند. ثانيا، تيرريزي زير پانلها، نبايد مستقيما با بيرون مرتبط باشد. كيفيت اجراي درزها و پتانسيل ميعان حفره اي نيز حائز اهميت مي باشد.
-عبوردهي گرمايي از ميان پانلها
ميزان عبوردهي گرمايي پوششها را مي توان با عدد U بيان نمود كه واحد آن وات بر متر مربع درجه كلوين است و به معني عبور يك ژول انرژي گرمايي در يك ثانيه از واحد سطح پوشش است، هنگامي كه اختلاف دماي دو طرف آن يك درجه سلسيوس باشد. در آيين نامه هاي مرتبط، حداكثر مجاز عبوردهي گرمايي پوشش ساختمانها معادل ۰٫۴۵ وات بر مترمربع درجه تعيين شده است.
به عنوان مقايسه، شايان ذكر است كه عدد عبوردهي گرمايي براي شيشه تك جداره حدود ۵٫۷ و براي شيشه دوجداره حدود ۲٫۸ وات بر مترمربع درجه است. از آنجا كه پانلها معمولا با طول زياد نيز قابل تهيه هستند، مي توان تعداد درزها را به حداقل كاهش داد. در واقع، براي ديوارهاي جانبي، تا ارتفاع ۱۰ متر مي توان پانلها را يك تكه و بدون درز تهيه و اجرا نمود. به هر روي، بايد در اجراي جزئيات درزها و اتصالات دقت نمود تا عبور هوا به حداقل كاهش يافته و از مطلوب بودن مقاومت گرمايي در همه نقاط، اطمينان حاصل شود.
-نشت هوا از طريق درزها
در اين خصوص در بند پيشين توضيحاتي ارائه شد. در آيين نامه ها معمولا بيشينه مجاز نشت از درزها به ازاي واحد سطح ساختمان داده مي شود. براي مثال در انگلستان، حداكثر نشت مجاز هوا از درزهاي ساختمان برابر با ۱۰ متر مكعب در ساعت براي واحد سطح زيربنا در فشار ۵۰ پاسكال تعيين شده است.
شايان ذكر است كه در يك ساختمان، مسائل زيادي سبب نشت هوا مي شوند، مانند جايگذاري ناصحيح پنجره ها و سوراخهاي تاسيساتي نامناسب و … ولي اين امر نبايد باعث شود تا از ذكر نشت مجاز در مشخصات خصوصي و اجراي صحيح درزهاي ساندويچ پانلها صرف نظر كنيم. آزمايش نشان داده است كه با رعايت جزئيات اجرايي مناسب مي توان نشت هوا از درزهاي ساندويچ پانل را به سطح بسيار مناسبي كاهش داد.
-پل های گرمایی (Thermal bridges)
منظور از پلهاي گرمايي، نقاط يا اجزايي از پوشش سقف يا ديوار با مقاومت گرمايي كمتر (غالبا خيلي كمتر) از ساير نقاط پوشش است. يك مثال بارز از پلهاي گرمايي، اتصال فلزي ورقهاي زيرين و رويين در ساندويچ پانلهاي مونتاژ شده در كارگاه مي باشد. پلهاي گرمايي سبب افت بهره وري انرژي ساختمان شده و نيز سبب بروز ميعان روي پوشش در پيرامون خود در شرايط خاص مي گردند. در برخي آيين نامه ها، حداكثر قابل قبول هدررفت از پلهاي گرمايي، ۱۰ درصد هدر رفت از تمامي ساير نقاط پوشش تعيين شده است. (لازم به ذکر است در ساندویچ پانل های آذین پانل برای اتصال ورق زیرین و رویین از اتصالات فلزی استفاده نشده است.)
-آينده ي كنترل عملكرد گرمايي ساختمانها
تا امروز، اثر تقاضاي روزافزون براي ساختمانهاي كم مصرف تر به صورت كاهش U (عبوردهي گرمايي) مجاز پوششها و در نتيجه افزايش تدريجي ضخامت حداقل آنها بوده است. اما به تدريج، توجه بيشتر روي افزايش اجراي دقت درزها و نيز افزايش بهره وري تاسيسات بكار رفته در ساختمان تمركز مي يابد. علاوه بر آن، در برخي آيين نامه هاي جديدتر به جاي ارتقاي عملكرد المانهاي ساختمان به صورت مجزا،بر لزوم آناليز گرمايي كل ساختمان با روشهاي نرم افزاري و تخمين مستقيم كاهش ميزان CO2 توليدي ساختمان تاكيد شده است.
زيبايي
تنوع رنگ و نيز تنوع شكل پروفيل (پستي و بلندي) ورقهاي بكار رفته در ساندويچ پانلها سبب مي شود بتوان كاركردهاي دكوراتيو نيز براي ساندويچ پانلها در نظر گرفت. از نظر معماري در نماي ساختمانهاي صنعتي بايد به رنگ، جهت افقي يا عمودي پروفيل پانلهاي ديواره و چيدمان نورگيرهاي سقفي توجه داشت. امروزه از ساندويچ پانلهاي تخت براي پوشش نماي ساختمانهاي مسكوني و اداري نيز استفاده مي شود.
دوام
از ديدگاه بهره بردار، دوام يك پوشش به نوعي نشانگر تعداد دفعات و ميزان عمليات ترميمي لازم جهت حفظ حداقل عملكرد و ظاهر مورد قبول براي پوشش است. در شرايط عادي، دوام ساندويچ پانل بستگي دارد به شرايط محيطي، كيفيت اندود و نحوه بهره برداري از ساختمان. معمولا، مغزه ي پانل، كيفيت خود را در طول عمر ساندويچ پانل حفظ مي كند. اما اندودها به مرور زمان در معرض عناصر مختلف، دچار افت مي شوند. نرخ اين افت بستگي به شرايط محيطي از نظر تشعشع UV، آلودگي هوا (صنعتي يا دريايي)، وجود و ماندگاري رطوبت، و نوع اندود دارد. هرسازنده، دوام اندود را به سال اعلام مي كند، كه بسته به عوامل فوق الذكر، بين ۱۰ تا ۲۵ سال است. براي اين كه پوششهاي فلزي حداكثر عمر مفيد را داشته باشند، لبه هاي برش شده ي نمايان بايد با تمهيدي از خوردگي محافظت شوند. بعلاوه، كل ساختمان بايد به صورت ساليانه بازرسي شده، هرگونه تجمع آشغال از روي سقفها جمع آوري شود.
