فناوری های برتر صنعت پیش ساختگی و ساختمان های پیش ساخته

در اوایل قرن بیستم میلادی، صنعت ساختمان در آستانه یک دگرگونی بزرگ قرار گرفت؛ روش‌های سنتی ساخت و ساز که تا این زمان غالب بودند، به سرعت جای خود را به روش‌های پیشرفته‌تر و کارآمدتر، از جمله به کارگیری صنایع پیش‌ساخته و به ویژه طراحی و اجرای سازه‌های پیش‌ساخته (نظیر کانکس) دادند. این تحول با ظهور فناوری‌های نوین و رویکردهای جدید در طراحی و ساخت همراه شد که تا به امروز، پیشرفت‌ها و مزایای قابل توجهی را برای ما به ارمغان آورده است.

می توان گفت، پیشرفت‌های صنعت پیش ساختگی مرهون نوآوری‌ها و پیشرفت‌های متعددی در مواد، متدهای ساخت و تکنیک‌های مونتاژ است. استفاده از مصالح جدید و پیشرفته مانند بتن پیش‌تنیده، فولاد سبک و پانل‌های کامپوزیت به سازه های پیش‌ساخته استحکام، دوام و کارایی بیشتری بخشیده است. علاوه بر این، پیشرفت‌های فناوری در زمینه طراحی و مهندسی، تولید و مونتاژ، صنایع پیش‌ساخته را باکیفیت‌تر، سریع‌تر و ارزان‌تر ساخته است.

با نگاهی تاریخی، ریشه‌های این صنعت را می‌توان در دوران باستان و اختراع آجر جستجو کرد. با گذر زمان، شاهد تکامل روش‌های پیش‌ساختگی و استفاده از مصالح و تکنیک‌های مختلف در این صنعت بوده‌ایم. پس از آن، ساختمان‌های پیش‌ساخته به لحاظ طراحی و تسریع اجرا، تکامل چشمگیری یافته (از خانه های پیش ساخته چوبی تا ساختمان های پیش ساخته فلزی، بتنی، ماژولار، کانتینری، چاپ-سه‌بعدی، شلترها، کمپ های پیش ساخته و ...) و به گزینه‌ای محبوب برای طراحی و اجرای انواع مختلف بناها از جمله مسکن، مدارس، ادارات، مراکز درمانی، مراکز تفریحی، هتل‌ها و حتی آسمان‌خراش‌ها تبدیل شده‌اند.

از این رو، آشنایی با فناوری‌های برتر و متدهای نوین صنعت پیش‌ساختگی برای سازندگان، معماران، مهندسان و سرمایه‌گذاران، امری ضروری است؛ در ادامه این مطلب از ایران کانتین، به معرفی و بررسی برترین و مؤثرترین فناوری‌ها، متدها و استراتژی‌های پایه ای در صنعت پیش‌ساختگی می‌پردازیم و نشان می‌دهیم که چگونه این صنعت نوظهور، چشم‌انداز ساخت و ساز را متحول کرده است!

ساخت و ساز ماژولار؛ انقلابی در سرعت و دقت!

ساخت و ساز ماژولار (یا ساخت و ساز مدولار: Modular) اصطلاحی است که برای اشاره به روشی از ساخت و ساز استفاده می‌شود که در آن واحدهای پیش ساخته (موسوم به ماژول) یا اجزای اصلی ساختمان در خارج از محل پروژه، به طور کامل یا جزئی ساخته شده و سپس به محل پروژه منتقل و در آنجا متصل و مونتاژ می‌شوند.

ریشه های ساخت و ساز ماژولار به اوایل قرن نوزدهم باز می گردد، زمانی که از خانه های پیش ساخته چوبی برای اسکان افراد و کارگران در کارخانه ها استفاده می شد. این خانه ها به دلیل سرعت و مقرون به صرفه بودن ساخت آنها محبوب بودند. در اواخر قرن نوزدهم، پیشرفت در فناوری ساخت امکان تولید انبوه قطعات ساختمان را فراهم کرد که می توانست در محل مونتاژ شود. این منجر به توسعه ساختمان های ماژولاری شد که برای کاربردهای مختلف از جمله مدارس، بیمارستان ها، اقامتگاه های مسکونی و ... استفاده می شد.

ساخت و ساز ماژولار در طول جنگ جهانی دوم به دلیل نیاز به مسکن سریع و کارآمد به سرعت محبوبیت یافت. پس از آن، این فناوری برای ساخت خانه ها، مدارس و سایر ساختمان ها در سراسر جهان به کار گرفته شد. در دهه های اخیر، ساخت و ساز ماژولار به دلیل مزایای زیست محیطی و پایداری آن دوباره محبوبیت یافته است. ساختمان های ماژولار را می توان از مواد بازیافتی ساخت و فرآیند ساخت آنها ضایعات کمتری تولید می کند. امروزه از ساخت و ساز ماژولار برای طیف گسترده ای از کاربردها از جمله خانه ها، مدارس، بیمارستان ها، دفاتر و هتل ها استفاده می شود. این یک گزینه محبوب برای ساخت و ساز سریع، مقرون به صرفه و پایدار است.

ساخت و ساز ماژولار به دلیل مزایای متعددی که به ارمغان می‌آورد، به عنوان یکی از فناوری‌های مؤثر و برتر صنعت پیش‌ساخته محسوب می‌شود. این مزایا شامل موارد زیر است:

1- سرعت ساخت بیشتر: ساخت و ساز ماژولار به طور قابل توجهی سریع‌تر از روش‌های سنتی است. دلیل این امر آن است که بسیاری از مراحل ساخت در کارخانه انجام می‌شود، جایی که می‌توان از فرآیندهای کارآمدتر و تجهیزات پیشرفته‌تر استفاده کرد.

2- کیفیت ساخت بالاتر: کیفیت ساخت ماژول‌ها به دلیل شرایط کنترل‌شده کارخانه (نظیر QC) و استفاده از مصالح و روش‌های ساخت باکیفیت، به طور کلی بالا است.

3- کاهش هزینه‌ها: ساخت و ساز ماژولار می‌تواند به طور قابل‌توجهی ارزان‌تر از روش‌های سنتی باشد. دلیل این امر آن است که ضایعات مصالح کمتر، فرآیند ساخت کارآمدتر و نیاز به نیروی کار کمتر وجود دارد.

4- ایمنی بیشتر: محیط کارخانه به طور کلی ایمن‌تر از محل پروژه است، که منجر به خطرات کمتری برای کارگران و اجرای پروژه ساختمانی می‌شود.

5- پایداری بیشتر: ساخت و ساز ماژولار می‌تواند پایدارتر از روش‌های سنتی باشد. دلیل این امر آن است که ضایعات مصالح کمتر، فرآیند ساخت کارآمدتر و استفاده از مصالح سازگار با محیط زیست وجود دارد.

در اینجا برخی از نخستین، بزرگترین و تأثیرگذارترین نمونه های ساخت و ساز ماژولار آورده شده است:

1- خانه کریستال (1851): این خانه پیش ساخته چوبی در نمایشگاه جهانی لندن در سال 1851 به نمایش گذاشته شد. این خانه به دلیل طراحی نوآورانه و استفاده از قطعات پیش ساخته ساختمانی مشهور بود. خانه کریستال به عنوان نقطه عطفی در تاریخ ساخت و ساز ماژولار شناخته می شود و به الهام بخش بسیاری از معماران و سازندگان در سال های آینده تبدیل شد.

2- هتل موتل 6 (1962): این زنجیره هتل ها به دلیل استفاده از ساخت و ساز ماژولار برای ساخت هتل های خود مشهور است. اولین هتل موتل 6 در سال 1962 در سان آندرس، کالیفرنیا ساخته شد. از آن زمان، این شرکت بیش از 1900 هتل در سراسر ایالات متحده و کانادا ساخته است. ساخت و ساز ماژولار به موتل 6 اجازه داده است تا هتل های خود را به سرعت و به طور مقرون به صرفه بسازد.

3- بیمارستان عمومی ماساچوست (2014): این بیمارستان در بوستون، ماساچوست، بزرگترین بیمارستان ماژولار در آمریکای شمالی است. این بیمارستان 430 تختی در 27 ماه با استفاده از ساخت و ساز ماژولار ساخته شد.

4- مدرسه ابتدایی PS 101 (2017): این مدرسه در نیویورک سیتی، اولین مدرسه دولتی در ایالات متحده است که با استفاده از ساخت و ساز ماژولار ساخته شده است.

5- دهکده المپیک زمستانی 2022: که در پکن، چین، بزرگترین پروژه ساخت و ساز ماژولار در تاریخ است. این دهکده شامل 1100 آپارتمان، 150 رستوران و فروشگاه و یک مرکز تفریحی است. این دهکده در 22 ماه با استفاده از ساخت و ساز ماژولار ساخته شد. ساخت و ساز ماژولار به برگزارکنندگان بازی های المپیک زمستانی 2022 اجازه داد تا محل اقامت ورزشکاران و کارکنان را به سرعت و به طور کارآمد بسازند.

اینها تنها چند نمونه از بسیاری از نمونه های مهم و رکورددار ساخت و ساز ماژولار هستند. ساخت و ساز ماژولار امروزه نیز به طور فزاینده ای به عنوان یک گزینه محبوب برای ساخت و ساز سریع، مقرون به صرفه و پایدار در نظر گرفته می شود.

چاپ سه بعدی؛ خلق بناهایی فراتر از تصور ما!

چاپ سه بعدی (3D Printing)، که به تولید افزایشی نیز معروف است، یکی از مؤثرترین فناوری های نوین در ساخت و ساز است که در آن سازه‌های سه‌بعدی از طریق لایه‌گذاری متوالی مواد ساخته می‌شوند. این روش بر خلاف روش‌های سنتی ساخت و ساز که از مواد خام مانند آجر، بتن و فولاد استفاده می‌کنند، از مواد اولیه مانند پلاستیک، رزین و فلز برای ساخت اشیاء با اشکال و طرح‌های پیچیده استفاده می‌کند.

چاپ سه بعدی در دهه 1980 میلادی اختراع شد و در ابتدا برای ساخت نمونه‌های اولیه و قطعات کوچک استفاده می‌شد. با گذشت زمان، این فناوری پیشرفت چشمگیری داشته و به ابزاری قدرتمند برای ساخت سازه های بزرگ و پیچیده تبدیل شده است. در این میان، می توان به انواع خانه‌های مسکونی، ساختمان‌ها، پل‌ها و مجسمه های ساخته شده با استفاده از فناوری چاپ-سه‌بعدی اشاره داشت.

چاپ سه بعدی به دلیل مزایای آن، یکی از متدها و فناوری‌های مؤثر و برتر صنعت پیش‌ساخته به حساب می‌آید؛ این مزایا شامل موارد زیر است:

1- آزادی عمل در طراحی: چاپ سه بعدی به معماران و مهندسان این امکان را می‌دهد که بناهایی با اشکال و طرح‌های پیچیده و منحصر به فرد طراحی کنند که با روش‌های سنتی ساخت و ساز بعضاً غیرممکن یا بسیار دشوار است.

2- کاهش ضایعات: چاپ سه بعدی به طور قابل توجهی ضایعات مصالح را کاهش می‌دهد. دلیل این امر آن است که مواد فقط در جایی که مورد نیاز هستند استفاده می‌شوند و شامل هیچ فعالیت اضافی یا ضایعاتی نیست.

3- سرعت ساخت بالا: چاپ سه بعدی می‌تواند به طور قابل توجهی سریع‌تر از روش‌های سنتی ساخت و ساز باشد. دلیل این امر آن است که فرآیند ساخت به طور خودکار انجام می‌شود و زیاد نیازی به کار دستی و نیروی انسانی ندارد.

4- قابلیت شخصی‌سازی/سفارشی‌سازی: چاپ سه بعدی به طور قابل توجهی امکان و انعطاف شخصی‌سازی یا سفارشی سازی را افزایش می‌دهد. دلیل این امر آن است که هر شیء می‌تواند به طور جداگانه با توجه به نیازها و سلیقه مشتری به راحتی طراحی و ساخته شود.

5- پایداری بیشتر: چاپ سه بعدی می‌تواند پایدارتر از روش‌های سنتی ساخت و ساز باشد. دلیل این امر آن است که ضایعات مصالح کمتر، فرآیند ساخت کارآمدتر و استفاده از مصالح سازگار با محیط زیست در آن وجود دارد.

در اینجا برخی از نخستین، بزرگترین و تاثیرگذارترین نمونه های چاپ سه بعدی در ساخت و ساز آورده شده است:

1- خانه های Apis Cor (2015): این شرکت روسی اولین شرکتی بود که خانه های چاپ سه بعدی را به صورت تجاری عرضه کرد. Apis Cor از یک چاپگر سه بعدی بتنی اختصاصی برای ساخت خانه ها در محل استفاده می کند. این شرکت تاکنون چندین خانه در روسیه و سایر نقاط جهان ساخته است.

2- ویلای چاپ سه بعدی Dubai(2016): این ویلا 600 متری در دبی، امارات متحده عربی، بزرگترین سازه چاپ سه بعدی شده در زمان ساخت خود بود. این ویلا با استفاده از یک چاپگر سه بعدی بتنی در 50 روز ساخته شد. ویلای چاپ سه بعدی دبی به عنوان نمونه ای از پتانسیل چاپ سه بعدی برای ساخت سریع و کارآمد مسکن مطرح شد.

3- پل عابر پیاده Slussen (2017): این پل عابر پیاده 12 متری در آمستردام، هلند، اولین پل چاپ سه بعدی شده فولادی در جهان است. این پل با استفاده از یک چاپگر رباتیک که می توانست قطعات فولادی را در محل ذوب و رسوب دهد، ساخته شد. پل عابر پیاده Slussen به عنوان نمونه ای از پتانسیل چاپ سه بعدی برای ایجاد سازه های منحصر به فرد و چشم نواز مطرح شد.

4- خانه های Concrete X-Factory (2018): این شرکت مستقر در ایالات متحده از چاپ سه بعدی برای ساخت خانه های مقرون به صرفه و پایدار استفاده می کند. Concrete X-Factory از یک چاپگر سه بعدی بتنی اختصاصی برای ساخت خانه ها در محل استفاده می کند. این شرکت تاکنون چندین خانه در ایالات متحده ساخته است.

5- محله چاپ سه بعدی Khun Khun(2019): این محله در تایلند اولین نمونه از یک جامعه مسکونی چاپ سه بعدی شده است. این محله شامل 50 خانه است که با استفاده از چاپگرهای سه بعدی بتنی ساخته شده اند. محله چاپ سه بعدی Khun Khun به عنوان نمونه ای از پتانسیل چاپ سه بعدی برای ارائه مسکن مقرون به صرفه برای افراد کم درآمد مطرح شد.

بتن پیش تنیده؛ استحکام و پایداری در قلب ساختمان پیش‌ساخته

بتن پیش تنیده در واقع، نوعی بتن است که با استفاده از فولاد تقویت می‌شود تا مقاومت کششی آن افزایش یابد. این روش در دهه 1920 میلادی اختراع شد و به سرعت به یکی از مصالح ساختمانی محبوب در سراسر جهان تبدیل شد. بتن پیش تنیده در ابتدا برای ساخت پل‌ها و سایر سازه‌های بزرگ استفاده می‌شد؛ با گذشت زمان، این روش به سایر انواع سازه‌ها مانند ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی نیز گسترش یافت. بتن پیش تنیده به دلیل مزایای متعدد، به عنوان یکی از فناوری‌های مؤثر و برتر صنعت پیش‌ساخته به شمار می‌آید. این مزایا شامل موارد زیر است:

1- افزایش استحکام: بتن پیش تنیده به طور قابل توجهی قوی‌تر از بتن معمولی است. این امر به دلیل فولاد تقویت‌شده‌ای است که به بتن کشش می‌دهد و از ترک خوردن آن در هنگام بارگذاری جلوگیری می‌کند.

2- تسهیل ساخت دهانه‌های بلندتر: بتن پیش تنیده به سازندگان اجازه می‌دهد تا دهانه‌های بلندتری را بدون نیاز به ستون‌های میانی بسازند. این امر به دلیل استحکام بالای آن است که می‌تواند وزن بیشتری را تحمل کند.

3- صرفه جویی در مصالح: بتن پیش تنیده به دلیل استحکام بالا، به مصالح کمتری برای ساخت سازه‌ها نیاز دارد. این امر منجر به صرفه‌جویی در هزینه و کاهش ضایعات می‌شود.

4- طول عمر بیشتر: بتن پیش تنیده به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و ترک خوردن، طول عمر بیشتری نسبت به بتن معمولی دارد.

5- مقاومت در برابر آتش‌سوزی: بتن پیش تنیده در برابر آتش مقاوم‌تر از بتن معمولی است.

بتن پیش تنیده به طور گسترده‌ای برای ساخت پل‌ها استفاده می‌شود. این امر به دلیل استحکام بالا و دهانه‌های بلند آن است که برای ساخت پل‌ها ایده‌آل است. همچنین به طور فزاینده‌ای برای ساخت ساختمان‌های بلند استفاده می‌شود. این امر به دلیل استحکام بالا و صرفه جویی در مصالح آن است. همچنین بتن پیش تنیده به طور گسترده‌ای برای ساخت مخازن استفاده می‌شود. این امر به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و ضربه است.

از مهمترین نمونه‌های مهم اجرا شده که در آن از فناوری بتن پیش تنیده استفاده شده است، می توان به موارد زیر اشاره داشت:

1- پل Toccoi Creek (1943): این پل، واقع در Carolina جنوبی، ایالات متحده، اولین پل بتنی پیش تنیده در جهان است. این پل با دهانه 21 متری در زمان ساخت خود طولانی ترین پل بتنی پیش تنیده بود. پل Toccoi Creek به عنوان نقطه عطفی در تاریخ بتن پیش تنیده شناخته می شود و الهام بخش بسیاری از معماران و سازندگان بوده است.

2- استادیوم St. Louis Cardinals (1966): این استادیوم بیسبال در میسوری، ایالات متحده، اولین استادیوم بزرگ در جهان است که از بتن پیش تنیده برای ساخت سکوهای خود استفاده کرده است. سکوهای استادیوم St. Louis Cardinals با دهانه 75 متری (246 فوت) در زمان ساخت خود طولانی ترین سکوهای بتنی پیش تنیده بودند. این استادیوم نمونه ای از پتانسیل بتن پیش تنیده برای ساخت سازه های بزرگ و پیچیده است.

3- برج Sydney (1967): این برج در سیدنی، استرالیا، بلندترین سازه بتنی پیش تنیده در جهان در زمان ساخت خود بود. برج Sydney با ارتفاع 309 متر (1015 فوت) از 1000 قطعه بتنی پیش تنیده ساخته شده است.

4- پل Millau(2004): این پل در فرانسه، بلندترین پل کابلی جهان است که از دکل های بتنی پیش تنیده برای پشتیبانی از عرشه استفاده می کند. پل Millau با ارتفاع 343 متر (1125 فوت) از 7 پایه بتنی پیش تنیده ساخته شده است.

5- مرکز تجارت جهانی چین (2010): این آسمان خراش در پکن، چین، بلندترین ساختمان بتنی پیش تنیده در جهان است. مرکز تجارت جهانی چین با ارتفاع 500 متر (1640 فوت) از 101 طبقه از بتن پیش تنیده ساخته شده است. این ساختمان به عنوان نمادی از قدرت اقتصادی چین و نمونه ای از پتانسیل بتن پیش تنیده برای ساخت سازه های بلند و پایدار شناخته می شود.

اتصالات پیشرفته؛ پیوندی ناگسستنی در تار و پود ساختمان پیش‌ساخته

اتصالات پیشرفته در صنعت ساختمان به روش‌هایی اطلاق می‌شود که برای اتصال اجزای مختلف سازه به یکدیگر به طور مطمئن، بادوام و کارآمد استفاده می‌شوند. این اتصالات از اهمیت بالایی برخوردار هستند، زیرا وظیفه‌ی انتقال بار بین اجزای سازه و حفظ انسجام و پایداری کلی آن را بر عهده دارند.

استفاده از اتصالات پیشرفته در صنعت ساختمان به دوران باستان باز می‌گردد. در آن زمان، از روش‌هایی مانند اتصالات چوبی، سنگی و فلزی برای اتصال اجزای سازه به یکدیگر استفاده می‌شد. با گذشت زمان، با پیشرفت علم و فناوری، روش‌های نوین و پیشرفته‌ای برای اتصال اجزای سازه به یکدیگر ابداع شد. برای مثال می توان به موارد زیر به عنوان نمونه هایی از اتصالات پیشرفته اشاره کرد:

1- پیچ و مهره‌های گالوانیزه: این نوع پیچ و مهره از فولاد ضد زنگ ساخته شده و برای اتصال اجزای فولادی و چوبی به یکدیگر استفاده می‌شود.

2- جوشکاری: این روش برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر به طور دائمی استفاده می‌شود.

3- پرچ‌کاری: این روش برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر به طور دائمی استفاده می‌شود.

4- اتصالات رزوه‌ای: این نوع اتصال برای اتصال لوله‌ها و اتصالات به یکدیگر استفاده می‌شود.

5- اتصالات چسبی: این نوع اتصال برای اتصال انواع مختلف مصالح به یکدیگر استفاده می‌شود.

اتصالات پیشرفته به دلیل مزایای متعدد، به عنوان یکی از روش‌ها و فناوری‌های مؤثر و برتر صنعت پیش‌ساخته شناخته می‌شوند. این مزایا شامل موارد زیر است:

1- استحکام بیشتر: اتصالات پیشرفته به طور قابل توجهی قوی‌تر از اتصالات سنتی هستند. این امر به دلیل استفاده از مواد باکیفیت و روش‌های اتصال پیشرفته است که می‌توانند بارهای سنگین را تحمل کنند.

2- دوام بیشتر: اتصالات پیشرفته به طور قابل توجهی بادوام‌تر از اتصالات سنتی هستند. این امر به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، پوسیدگی و فرسایش است که طول عمر سازه را افزایش می‌دهد.

3- کارایی بیشتر: اتصالات پیشرفته به طور قابل توجهی کارآمدتر از اتصالات سنتی هستند. این امر به دلیل سرعت و سهولت نصب آنها و همچنین کاهش ضایعات است.

4- قابلیت انعطاف‌پذیری: اتصالات پیشرفته به طور قابل توجهی انعطاف‌پذیرتر از اتصالات سنتی هستند. این امر به دلیل تنوع آنها و همچنین قابلیت استفاده در انواع مختلف سازه‌ها است.

5- ایمنی بیشتر: اتصالات پیشرفته به طور قابل توجهی ایمن‌تر از اتصالات سنتی هستند. این امر به دلیل طراحی دقیق آنها و همچنین مقاومت بالا در برابر لرزش و زلزله است.

در اینجا به برخی از مهمترین و تاثیرگذارترین نمونه پروژه های اجرا شده که در آن از فناوری اتصالات پیشرفته استفاده شده است، اشاره خواهیم کرد:

1- پل Firth of Forth (1890): این پل راه آهن در اسکاتلند از اولین نمونه های استفاده از پرچ های فولادی برای اتصال اعضای سازه ای فولادی است. استفاده از پرچ ها به جای اتصالات جوشی، ساخت این پل را که در زمان خود طولانی ترین پل جهان بود، امکان پذیر کرد.

2- آسمان خراش Empire State (1931): این آسمان خراش در نیویورک سیتی از پیچ و مهره های با مقاومت بالا برای اتصال اعضای سازه ای فولادی استفاده کرد.

3- پل Golden Gate (1937): این پل معلق در کالیفرنیا از پیچ و مهره های با مقاومت بالا و همچنین سرب مذاب برای اتصال اعضای سازه ای فولادی استفاده می کند. استفاده از ترکیبی از پیچ و مهره ها و سرب مذاب، استحکام و انعطاف پذیری لازم را برای پل فراهم می کند تا در برابر بادهای شدید و زلزله ها مقاومت کند.

4- برج CN (1976): این برج مخابراتی در تورنتو، کانادا از جوشکاری اصطکاکی برای اتصال اعضای سازه ای فولادی استفاده می کند. جوشکاری اصطکاکی نوعی فرآیند جوش است که از گرما و فشار برای ایجاد پیوند قوی بین قطعات فلز بدون نیاز به پرکننده استفاده می کند. استفاده از جوشکاری اصطکاکی به ساخت این برج که در زمان خود یکی از بلندترین سازه‌های ساخت بشر بود، کمک شایانی کرد.

5- ورزشگاه ملی پکن (2008): این ورزشگاه در پکن، چین از "اتصالات فضایی" برای اتصال اعضای سازه ای فولادی استفاده می کند. اتصالات فضایی نوعی اتصال هستند که به سازه ها اجازه می دهند در جهات مختلف خم شوند و بچرخند. استفاده از اتصالات فضایی به ساخت این ورزشگاه که دارای طراحی منحصر به فرد لانه پرنده است، کمک کرد.

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM)؛ انقلابی در صنعت پیش ساختگی

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) مخفف عبارت: Building Information Modeling، روشی نوین در صنعت ساختمان است که در آن از یک مدل سه‌بعدی و دیجیتال برای نمایش تمام اطلاعات مربوط به یک ساختمان استفاده می‌شود. این مدل شامل مشخصات هندسی، مصالح، تجهیزات، سیستم‌های تاسیساتی و سایر اطلاعات مربوط به ساختمان است.

فناوری BIM در اواخر دهه 1970 میلادی به عنوان ابزاری برای مدیریت پروژه‌های ساخت و ساز توسعه یافت. با گذشت زمان، این روش به ابزاری قدرتمند برای طراحی، ساخت و بهره‌برداری از ساختمان‌ها تبدیل شده است. BIM مزایای بسیار قابل توجه و کاربردی دارد و از این رو به عنوان یکی از متدها و فناوری‌های مؤثر و برتر صنعت پیش‌ساخته محسوب می شود. این مزایا شامل موارد زیر است:

1- بهبود هماهنگی: BIM به طراحان، مهندسان و سازندگان کمک می‌کند تا با یکدیگر به طور موثرتری هماهنگ شوند و از تداخلات و مشکلات در طول پروژه جلوگیری کنند.

2- کاهش خطا: BIM به طور قابل توجهی خطر خطا را در طراحی و ساخت و ساز کاهش می‌دهد. دلیل این امر آن است که مدل BIMتمام اطلاعات مربوط به ساختمان را در یک مکان واحد جمع‌آوری می‌کند و به ذینفعان پروژه اجازه می‌دهد تا قبل از شروع ساخت و ساز، تناقضات و مشکلات را شناسایی و حل کنند.

3- افزایش کارایی: BIM به طور قابل توجهی کارایی فرآیند طراحی و ساخت و ساز را افزایش می‌دهد. دلیل این امر آن است که مدل BIM به ذینفعان پروژه اجازه می‌دهد تا به طور مجازی در مورد طراحی بحث کنند، تغییرات را به سرعت اعمال کنند و از اتلاف وقت و منابع جلوگیری کنند.

4- کاهش هزینه‌ها: BIM به طور قابل توجهی هزینه‌های ساخت و ساز را کاهش می‌دهد. دلیل این امر آن است که مدل BIM به ذینفعان پروژه اجازه می‌دهد تا قبل از شروع ساخت و ساز، مشکلات را شناسایی و حل کنند و از ضایعات مصالح و دوباره کاری جلوگیری کنند.

5- بهبود کیفیت: BIM به طور قابل توجهی کیفیت ساخت و ساز را افزایش می‌دهد. دلیل این امر آن است که مدل BIM به ذینفعان پروژه اجازه می‌دهد تا جزئیات را با دقت بیشتری بررسی کنند و از ساخت و ساز نامناسب جلوگیری کنند.

6- پایداری بیشتر: BIM به طور قابل توجهی پایداری ساختمان‌ها را افزایش می‌دهد. دلیل این امر آن است که مدل BIM به ذینفعان پروژه اجازه می‌دهد تا از مصالح و روش‌های ساخت و ساز پایدار استفاده کنند و اثرات زیست محیطی ساختمان را کاهش دهند.

همانطور که اشاره شد، فناوری BIM یکی از فناوری های پیشرو در صنعت ساختمان است و نقش مهمی را در انواع ساخت و سازهای مسکونی، تجاری، صنعتی و ... بر عهده دارد. در ادامه به برخی از مهمترین و تأثیرگذارترین نمونه های اجرایی که در آن فناوری BIM مورد استفاده قرار گرفته است، اشاره خواهیم کرد:

1. برج شانگهای، چین: این آسمان خراش 128 طبقه، بلندترین ساختمان در چین و دومین ساختمان بلند جهان است. از BIM برای طراحی و ساخت این سازه پیچیده با کارایی و دقت بالا استفاده شد. BIM به هماهنگی بین تیم های مختلف طراحی و ساخت و همچنین به شناسایی و حل تداخلات بالقوه قبل از شروع ساخت و ساز کمک کرد.

2. فرودگاه بین المللی چانگی، سنگاپور: این فرودگاه یکی از شلوغ ترین فرودگاه های جهان است و از BIM برای طراحی و ساخت پایانه های جدید خود استفاده کرده است. BIM به بهبود جریان مسافر، افزایش کارایی عملیاتی و کاهش هزینه های ساخت کمک کرده است.

3. ورزشگاه ملی پکن، چین: این ورزشگاه که به لقب "巢鸟" (آشیانه پرنده) نیز شناخته می شود، برای بازی های المپیک تابستانی 2008 پکن ساخته شد. از BIM برای طراحی این سازه منحصر به فرد و پیچیده و همچنین برای هماهنگی ساخت و ساز آن با سایر پروژه های المپیک استفاده شد.

4. بیمارستان دانشگاه ساوتمپتون، انگلستان: این بیمارستان 625 تختی از BIM برای طراحی و ساخت خود استفاده کرد و به این ترتیب توانست به طور قابل توجهی زمان و هزینه ساخت را کاهش دهد. BIM همچنین به بهبود کیفیت طراحی و افزایش کارایی بیمارستان کمک کرد.

5. پروژه اتوبان TACA، کلمبیا: این پروژه شامل ساخت 43 کیلومتر بزرگراه جدید و همچنین نوسازی 198 کیلومتر جاده موجود بود. از BIM برای برنامه ریزی، طراحی و مدیریت ساخت و ساز پروژه استفاده شد و به این ترتیب توانست به طور قابل توجهی زمان و هزینه پروژه را کاهش دهد.

نتیجه‌گیری

با سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه و استفاده از فناوری‌های نوین، می‌توان صنعت پیش‌ساخته را به سطح بالاتری ارتقا داد و ساخت و سازهایی کارآمدتر، باکیفیت‌تر و پایدارتر برای نسل‌های آینده به ارمغان آورد. در کنار فناوری‌های مورد بحث در این مطلب، فناوری‌های دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند به پیشرفت صنعت پیش‌ساخت کمک کنند. این فناوری‌ها شامل رباتیک، هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و ... هستند که با ادامه نوآوری و پیشرفت در این زمینه، می‌توان آینده‌ای روشن برای صنعت پیش‌ساختگی و ساخت و سازهای پیش‌ساخته متصور شد.

منبع: ایران کانتین