بررسی سیستم از نظر هزینه و زمان ساخت
اجرای‌پانل‌های سه‌بعدی در مقایسه با یک دیوار آجری، بسیار گران است، اما، هنگامی‌که از این دیوارها به‌عنوان عنصر باربر استفاده می‌شود، به معنی حذف تیر و ستون و سبک‌شدن شالوده است. با توجه به این موضوع قیمت ساختمان با سیستم پانل‌های سه‌بعدی ارزان‌تر از ساختمان‌های سنتی است. کاهش وزن آهن و بتن مصرفی به میزان قابل‌ملاحظه، حذف مرحلۀ گچ و خاک از اجرای ساختمان، حذف نعل درگاه، حذف نیروی کارگر غیرمتخصص، همچنین حمل‌ونقل آسان در ساختمان‌ها به‌دلیل سبک‌بودن قطعات، عواملی هستند که باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های این روش می‌شوند. اجرای لوله‌کشی آب سرد و گرم، سیستم گرمایش و لوله‌کشی برق هم‌زمان با نصب دیوارها، موجب صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شود. کاهش زمان اجرا به میزان ۵۰% نسبت به سیستم‌های سازه‌ای سنتی، سبب صرفه‌جویی در زمان ساخت می‌شود. هزینۀ حمل‌ونقل پانل‌های ساندویچی بسیار ناچیز است.
به‌طورمثال یک دستگاه تریلر قادر است حدود هزار مترمربع پانل ساندویچی را حمل کند. مقاومت حرارتی بالای فوم پلی‌استایرن سبب صرفه‌جویی در هزینۀ تهویۀ ساختمان در تابستان و زمستان به‌دلیل جلوگیری از تبادل حرارت یا برودت می‌شود، درنتیجه حداقل ۴۰% میزان مصرف انرژی اعم از مواد سوختنی یا برق کاهش پیدا می‌کند. عدم نیاز به تخریب دیوارها و سقف برای اجرای لوله‌ها و یا نصب اجزای تأسیسات مکانیکی و الکتریکی، عدم انباشت نخالۀ ساختمانی و مصرف بهینۀ مصالح، صرفه‌جویی در هزینه و وقت را در پی دارد. زمان اجرای یک ساختمان با این سیستم حدود یک‌سوم زمان موردنیاز برای اجرای ساختمان با روش‌های سنتی و متداول است، ضمن آنکه درصورت اجرای صحیح این روش، ساختمان از کیفیت بسیار خوب و عمر مفید بسیار بالا برخوردار خواهد بود.
بررسی سیستم از نظر انرژی
در ساختمان‌هایی که با سیستم پانل‌های سه‌بعدی ساخته می‌شوند، به‌دلیل وجود بتن و عایق پلی‌استایرن در بین لایه‌های دیوار و سقف، ذخیرۀ انرژی به مقدار نسبتاً بالایی صورت می گیرد. ذخیرۀ انرژی گرمایشی و سرمایشی در این روش بین ۵۰ تا ۸۰ درصد است. پانل‌های عایق سه‌بعدی به‌دلیل سبک‌بودن و ازآنجاکه از ویژگی‌های مطلوب به‌عنوان عایق حرارتی برخوردارند، در بسیاری از ساختمان‌ها ازجمله برای اجرای دیوارهای خارجی ساختمان‌های بلند مورداستفاده قرار می‌گیرند. این امر در مصرف انرژی برای سرمایش و گرمایش، صرفه‌جویی قابل‌توجهی به‌همراه خواهد داشت و در کاهش حجم موتورخانه و ظرفیت چیلرها و تجهیزات مکانیکی و الکتریکی ساختمان بسیار مؤثر است.
بررسی سیستم از نظر عایق‌بندی صدا
سیستم پانل‌های سه‌بعدی ضمن آنکه از لحاظ صدابندی الزامات مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان را برآورده می‌کنند، اما به‌دلیل وجود بتن و لایۀ پلی‌استایرن و ترکیب مناسب اجزای سازه، انتقال صدا را به نحو مؤثری کاهش می‌دهد و امکان ایجاد محیطی آرام با تمام مزایای سیستم‌های صدایی مطلوب را فراهم می‌کند. در این سیستم هرچه ضخامت لایۀ پلی‌استایرن و ضخامت بتن پاشیده‌شده بیشتر شود، صدابندی افزایش می‌یابد.
بررسی سیستم از نظر تأثیرات زیست‌محیطی
ازآنجاکه در طراحی پایدار، ساختمان جزئی از طبیعت پیرامونی است و باید به‌عنوان بخشی از اکوسیستم عمل کرده و در چرخۀ حیات قرار گیرد، سیستم پانل سه‌بعدی را نمی‌توان به‌عنوان سیستمی پایدار ارزیابی کرد. بسیاری از بخش‌های سازه‌های بتنی در این روش، قابلیت استفاده دوباره ندارند. البته سیستم پانل‌های سه‌بعدی گرچه سیستمی بتنی است، اما با درنظرگرفتن مسائلی چون کاهش اتلاف انرژی در محیط، از نظر مبانی معماری پایدار مناسب‌تر از سیستم‌های سنتی است. به‌دلیل دقت اندازه‌ها در قطعات سیستم و اجرای توأم سیستم آب و فاضلاب با سازۀ اصلی، از اکثر دوباره‌کاری‌های معمول در ساختمان و اتلاف مصالح جلوگیری می‌شود. این مسئله تا حدودی بر تحقق معیارهای پایداری در این سیستم می‌افزاید.
کاربردهای مناسب
سیستم پانل‌های سه‌بعدی برای ساخت انواع ساختمان‌های مسکونی ارزان‌قیمت و ویلاها استفاده می‌شود. همچنین برای اجرای ساختمان‌های صنعتی، دیوارهای محیطی و یا به‌عنوان پانل‌های پرکننده در سازه‌های فلزی یا سازه‌های بتنی، نیز استفاده می‌شوند. از لحاظ تعداد طبقات سیستم پانل‌های سه‌بعدی برای ساختمان‌های تا دوطبقه کاملاً مطلوب و مناسب است.
مزایای پانل‌های سه‌بعدی
اجرای ساختمان با استفاده از پانل‌های سه‌بعدی دارای مزایای بسیاری است که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱) سهولت شکل‌دهی به پانل‌ها برای انطباق آن با طرح‌های معماری متنوع و گوناگون
۲) ضخامت کمتر دیوارهای خارجی در مقایسه با دیوارهای خارجی متداول. درصورتی‌که برای جوابگویی به انتظارات صرفه‌جویی در مصرف انرژی، ضخامت عایق حرارتی افزایش یابد، ضخامت‌ها تقریباً یکسان خواهد بود.
۳) ایفای نقش جداکننده و عضو سازه‌ای به‌صورت هم‌زمان توسط دیوارها، در سیستم کامل با پانل‌های سه‌بعدی
۴) پیوستگی بین دیوارها و سقف ساختمان و درنتیجه توزیع مطلوب نیروها در اعضای مختلف سازه
۵) ایجاد اتصالات خطی در محل تلاقی پانل‌های سقفی به پانل‌های دیواری (به‌جای اتصالات گره‌ای) در حالت سیستم کامل و درنتیجه توزیع یکنواخت نیروهای اعمال‌شده در دیوارها و امکان نظارت بهتر بر حسن اجرای اتصالات
۶) سهولت و سرعت نصب و آماده‌سازی پانل‌ها برای پاشیدن بتن به‌دلیل سبک‌بودن قطعات
۷) عدم نیاز به امکانات سنگین نصب
۸) کاهش میزان تلفات زلزله ناشی از فروریختن سقف یا ریزش دیوار
۹) درجۀ نامعینی بالاتر نسبت به سیستم‌های قابی و توزیع گسترده‌تر نیروها
۱۰) عدم خرابی کامل سازه درصورت تشکیل مفصل پلاستیک موضعی در بخشی از سازه
۱۱) امکان مدل‌سازی میان‌قاب‌ها در سازه‌های پانلی به روش اجزای محدود و آنالیز دقیق‌تر سازه
۱۲) کاهش تمرکز تنش یا امکان بلندشدن نسبت به سیستم قابی
۱۳) کاهش وزن نسبت به سیستم‌های سنتی و متداول و درنتیجه کاهش اثرات مخرب زمین‌لرزه
۱۴) عملکرد سه‌بعدی، افزایش سختی و رفتار مناسب‌تر
۱۵) خاصیت عایق حرارتی پلی‌استایرن
۱۶) سرعت اجرایی بالا با توجه به آماده‌بودن پانل‌ها برای نصب و اجرا (حدود یک‌سوم سرعت اجرای سیستم قابی)
۱۷) سهولت نصب پانل‌ها
۱۸) مقاومت در برابر آتش‌سوزی درصورت استفاده از پلی‌استایرن ضد حریق
۱۹) کاهش هزینه‌های تمام‌شده و بازگشت سریع‌تر سرمایه نسبت به سایر روش‌ها
۲۰) کاهش سطح اشغال‌شده به‌وسیلۀ دیوارها.
محدودیت‌های پانل‌های سه‌بعدی
علی‌رغم مزایای بسیار، اجرای ساختمان به روش پانل‌های سه‌بعدی با محدودیت‌هایی همراه است که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱) عدم امکان دسترسی به تأسیسات مکانیکی و الکتریکی درصورت اجرای توکار لوله‌ها و اجزای تأسیسات
۲) لزوم درنظرگرفتن تمهیدات اضافی برای جوابگویی به انتظارات در زمینۀ صدابندی
۳) وجود پل‌های حرارتی به‌دلیل وجود خاموت‌های برشی (استفاده از پلی‌استایرن‌های با چگالی بالا یا ضخامت بیشتر پیشنهاد می‌شود)
۴) وجود خطر جذب آب و یخبندان لایۀ بتنی خارجی (در مناطق سردسیر)
۵) لزوم درنظرگرفتن تمهیدات اضافی برای جوابگویی به انتظارات در زمینۀ صرفه‌جویی در مصرف انرژی
۶) عملکرد ضعیف در محیط‌های مهاجم و خورنده
۷) عدم امکان تعمیر یا جایگزینی قطعات و یا ایجاد تغییرات در مراحل بعد
۸) عملکرد ضعیف در مناطقی که تغییرات دمای روزانه و فصلی قابل‌توجه است، به‌ویژه زمانی‌که ضخامت لایۀ بتنی خارجی کم است.
نمونه‌هایی از کاربردهای مناسب
۱) خانه‌های ویلایی
این سیستم به‌علت توانایی در امکان ایجاد فرم‌های دلخواه و زیبا و ترکیب با انواع نما و استحکام مناسب به‌عنوان یک گزینۀ مناسب برای ساخت بناهای مسکونی مانند خانه و ویلا توصیه می‌شود.
۲) ساختمان‌هایی با مساحت کم
این سیستم به‌علت وزن کم، سهولت حمل‌ونقل، تیپ‌بودن قطعات، عدم نیاز به نیروی انسانی زیاد و متخصص، یک گزینۀ مناسب برای ساخت ساختمان‌های با مساحت کم به‌شمار می‌رود.
۳) اجرای قسمت‌هایی از ساختمان‌های مرتفع
این سیستم به‌علت سرعت بالای ساخت، امکان ترکیب با انواع سیستم‌های بتنی و فلزی و کاهش نیروی انسانی و استحکام سازه‌ای زیاد به‌عنوان یک گزینۀ مناسب برای ساخت دیوارهای ساختمان‌های بلند در نظر گرفته می‌شود.
منبع: فنّاوری‌های نوین ساختمانی، محمود گلابچی، حامد مظاهریان، انتشارات دانشگاه تهران، ۱۳۹۱
