سازه EcoShell
EcoShell یکی از انواع ساختمان‌های قوسی بتن‌مسلح است که باتوجه به هزینه پایین آن این ساختار برای خانه‌های ارزان‌قیمت در سراسر جهان ایده‌آل است و می‌تواند جایگزین سازه‌های بی‌کیفیت فعلی شود. ساخت آن عمدتاً با دست انجام می‌شود و نیاز به حداقل هزینه‌ها و تجهیزات دارد.
فرایند ساخت یک EcoShell یک نسخه مدرن از ساخت پانتئون (معبد رومی در رم) و هزاران گنبد دیگر است که در طول قرن‌ها ساخته شده‌اند. در دوران باستان، آن‌ها گنبدها را با انباشتن تپه‌های خاک یا ساختن سازه‌های چوبی بزرگ به شکل گنبد می‌ساختند. سپس این سازه‌ها را با آجر، سنگ یا یک لایه بتنی یکپارچه می‌پوشاندند. پس از آن که پوشش‌ها ثابت می‌شدند، سازه‌های موقتی را برمی‌داشتند.
Monolithic یک Airform قابل باد کردن را به جای کار خاکی یا سازه‌های موقتی استفاده کرده است. برای ساخت یک EcoShell، بتن و میلگردها بر روی Airform قرار می‌گیرند. این با ساخت گنبدهای Monolithic متفاوت است، چرا که در گنبدهای Monolithic میلگرد و بتن در داخل Airform قرار می‌گیرند.
این سازه‌ها به دلیل طراحی ساده و مقرون به صرفه خود، به‌خصوص در کشورهای در حال توسعه، بسیار مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این سازه عمدتاً با دست ساخته می‌شود و هزینه‌ها و تجهیزات مورد نیاز آن به حداقل می‌رسد. در ادامه به بررسی جنبه‌های مختلف این نوع سازه پرداخته می‌شود.
همانطور که گفتیم اکوشل نیز مانند سازه های مونولیتک دام است با این تفاوت که در این نوع سازه airform قابل برداشتن و استفاده های مجدد است. همچنین نیاز به اعمال فوم پلی اورتان نیست.
اکوشلها می‌توانند در اندازه‌های مختلف ساخته شوند مننهی محدود.
ویژگی‌های ساختاری:
مواد اولیه EcoShell عمدتاً از بتن و میلگرد ساخته می‌شود. پایه این سازه‌ها استفاده از Airform است که به‌عنوان قالب اولیه به کار می‌رود.
ابتدا فونداسیون بتنی اجرا می‌شود.
سپس ایر فرم (Airform) روی پایه قرار داده شده و به کمک دمنده های هوا باد می‌شود تا شکل نهایی سازه را فراهم کند.
بتن به‌صورت دستی یا به کمک شاتکریت روی ایر فرم اعمال می‌شود و پس از خشک شدن، ایر فرم جدا می‌شود.
اندازه: قطر معمول این سازه‌ها کمتر از 13 متر است تا از خطرات احتمالی برای کارگران هنگام ساخت جلوگیری شود.
مزایای EcoShell
- اقتصادی بودن: به دلیل استفاده کم از مواد و امکان استفاده مجدد از Airform، هزینه ساخت این سازه‌ها بسیار کمتر از ساختمان‌های سنتی است. همچنین، EcoShell را می‌توان با همان میزان مواد مورد نیاز برای یک سازه بتنی معمولی ساخت.
- دوام بالا: این سازه‌ها مقاومت بسیار بالایی در برابر بلایای طبیعی مانند زلزله، طوفان و آتش دارند. همچنین در برابر آفات و پوسیدگی نیز مقاوم هستند.
- کاربرد در مناطق گرمسیری EcoShell به دلیل حذف عایق‌بندی حرارتی، برای مناطق گرمسیری یا مناطقی که نیاز به گرمایش زیاد ندارند، مناسب‌تر است.
نکته: در مناطقی که عایق‌بندی ضروری است، ایکو‌شل‌های غیرعایق‌شده را می‌توان عایق‌دار کرد.
معایب EcoShell
1-نبود عایق حرارتی: به دلیل طراحی ساده، EcoShell معمولاً عایق‌بندی نمی‌شود و برای استفاده در مناطق سردسیر مناسب نیست.
2-ظرفیت محدود: به دلیل محدودیت در اندازه، EcoShell بیشتر برای کاربری‌های کوچک مانند انبار، کارگاه یا خانه‌های کوچک مناسب است.
کاربردها:
- مناطق در حال توسعه: این سازه‌ها گزینه‌ای ایده‌آل برای خانه‌های مسکونی کم‌هزینه در مناطق محروم هستند.
- سازه های صنعتی: EcoShell برای کاربری‌هایی مانند انبار غلات، کارگاه‌های کوچک یا گاراژ در کشورهای توسعه‌یافته نیز استفاده می‌شود.
مقایسه با Monolithic Dome
- نقاط مشترک: هر دو از بتن تقویت شده استفاده می‌کنند و فرآیند ساخت اولیه مشابهی دارند.
- تفاوت: Monolithic Dome با استفاده از عایق‌بندی فوم پلی‌یورتان بهره‌وری انرژی بالاتری دارد و برای مناطق سردسیر مناسب است، اما هزینه ساخت آن بالاتر است.
اکوشل‌های مونولیتیک
علاوه بر گنبدهای مونولیتیک، فناوری ساخت دو نوع اکوشل نیز توسعه یافته است. در ساخت EcoShell I، بتن بر روی سطح بیرونی یک فرم هوایی (Airform) باد شده اعمال می‌شود. در EcoShell II، بتن بر روی سطح داخلی فرم هوایی باد شده اعمال می‌گردد. هیچ‌یک از این دو نوع معمولاً عایق‌بندی نمی‌شوند، اما هر دو به‌عنوان بهترین ساختار بتنی پوسته نازک موجود شناخته می‌شوند.
در کشورهای صنعتی، به‌ویژه آن‌هایی با آب‌وهوایی مشابه با ما، اکوشلها گزینه‌ای عالی برای کارگاه‌ها، گاراژها، انبارها و غیره هستند. این سازه‌ها بسیار مقاوم‌اند و توانایی تحمل بلایای طبیعی، آتش، موریانه‌ها و پوسیدگی را دارند. در مناطق کمتر توسعه‌یافته با آب‌وهوای گرم، اکوشلها گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه، کم‌هزینه در نگهداری و با دوام برای مسکن محسوب می‌شوند.
مرحله1:
ایجاد فونداسیون حلقه‌ای.
مرحله 2
ایرفرم (Airform) به همان شیوه‌ای که ایرفرم یک گنبد یکپارچه به پایه متصل می‌شود، به بیرون دال یا پایه متصل می‌شود.
مرحله 3: ایجاد هوا با فاشار داخل ایرفرم
این مرحله نیازمند تخصص، مهارت و نظارت است، زیرا افزایش فشار ممکن است باعث انبساط ایرفرم شده و آن را از بتن جدا کرده یا باعث ترک خوردن بتن شود.
مرحله 4: شاتکریت بتن
از بیرون تمام قسمت مورد نظر سازه را با شاتکریت پوشش می‌دهیم. شاتکریت در چندین مرحله انجام می‌شود تا به ضخامت مد نظر برسیم.
مرحله 5: میلگرد گذاری
طبق محاسبات و نقشه های از قبل تهیه شده میلگردگذاری را انجام می‌دهیم.
مرحله 6: برداشتن ایرفرم
پس از گذشت مدت زمان مورد نیاز 1 الی 2 روز ایرفرم با دقت برداشته می‌شود. برای جلوگیری از نفوذ داخل بتن یک پوشش روی سازه اعمال می‌شود.
نتیجه‌گیری
EcoShell گزینه‌ای عالی برای ساخت‌وسازهای مقرون‌به‌صرفه در مناطقی با اقلیم گرم است. در عین حال، به دلیل هزینه پایین و دوام بالا، می‌تواند به عنوان یک راهکار جایگزین برای پروژه‌های کوچک در کشورهای توسعه‌یافته نیز مورد استفاده قرار گیرد.