معرفی سیستم ساختمانی ترونکو
واژۀ ترونکو، در زبان اسپانیایی به معنای الوار است. طرح اصلی سیستم ترونکو برگرفته از همان ساختمان‌های چوبی سنتی و متداول در امریکا و کانادا است. در این روش سنتی، ساختمان با استفاده از الوارهای چوبی با مقطع دایره ساخته می‌شود. تاکنون در کشور امریکا بیش از دو میلیون واحد مسکونی با استفاده از این روش سنتی چوبی ساخته شده‌اند. سیستم ترونکو با الهام از این روش ولی با مصالح و فناوری جدید، روش نوینی برای تولید ساختمان ابداع نموده است. در سیستم ترونکو عنصر اصلی را قطعات لوله از جنس فولاد گالوانیزه تشکیل می‌دهد.
لوله‌های گالوانیزۀ مورداستفاده در این سیستم، شبیه همان الوارهای چوبی خانه‌های قدیمی، با مقطع دایره هستند. با این تفاوت که این لوله‌ها توخالی هستند و به‌دلیل وجود هوا در داخل لوله‌ها عایق‌های حرارتی مناسبی نیز به‌شمار می‌روند. البته قطر این لوله‌های گالوانیزه حدود ۲۰ سانتی‌متر و کمتر از قطر الوارهای چوبی متداول است. این سیستم درواقع گامی در راستای تغییر و ایجاد امکانات، قابلیت‌ها و شیوه‌های جدید در ترکیب با مصالح امروزی و الهام از ساختمان‌های قدیمی چوبی است. سیستم ترونکو به‌دلیل سهولت و سرعت ساخت یکی از راه‌حل‌های نوین و مناسب برای ساخت واحدهای مسکونی با سرعت بالا است.
ویژگی‌های معماری
میزان انطباق این سیستم با معماری سنتی هر منطقه، به طراحی و ذوق طراح بستگی دارد. ازآنجاکه این سیستم کاملاً جدید است، هنوز برای طراحی دقیق و کامل اجزای آن محدودیت‌های زیادی وجود دارد، اما در هر مورد با بررسی و تحقیق بیشتر می‌توان راه‌حل های مناسبی برای رفع این محدودیت‌ها پیدا کرد. شکل نهایی ساختمانی که با این سیستم ساخته می‌شود، تفاوتی با بناهای سنتی و متداول ندارد. با استفاده از نماهای متنوع می‌توان ساختمان را مطابق نظر طراح و منطبق بر معماری سنتی و محلی به‌اتمام رساند.
نکتۀ اساسی در طراحی پلان در این سیستم آن است که زوایا در پلان باید ۹۰ درجه باشند (هرچند قطعاتی برای ایجاد زوایای دیگر نیز موجود است). حداکثر دهانه‌ها بدون ستون میانی ۴ متر است. هرچند امکان ایجاد دهانه‌های طولانی با ستون‌های میانی وجود دارد. براساس برخی آیین‌نامه‌ها حداکثر دهانۀ باربر ثقلی ۴ متر و حداکثر ارتفاع ناخالص (با احتساب ضخامت سقف) ۶٫۳ متر برای هر طبقه است. براساس بعضی آیین‌نامه‌های داخلی، حداکثر تعداد طبقات این سیستم برای ساختمان‌های آموزشی یک طبقه و برای ساختمان‌های با اهمیت متوسط دوطبقه اعلام شده است. در دیگر کشورهای جهان، حداکثر طبقاتی که با این سیستم اجرا شده است سه طبقه می‌باشد. امکان اجرای انواع نازک‌کاری و نما بر روی این سیستم وجود دارد.
سیستم سازه‌ای
سیستم ترونکو از جهات زیادی مشابه سیستم قاب فولادی سبک نورد سرد است. اما از نظر ساخت تفاوت بسیاری دارد، برای مثال در سیستم قاب فولادی سبک نورد سرد از تعداد زیادی ستونک‌های فلزی در فواصل ۴۰-۵۰ سانتی‌متر برای ساخت قاب‌های ساختمانی استفاده می‌شود. اما در این سیستم هیچ ستونی وجود ندارد. برای تأمین مقاومت سیستم در برابر بارهای جانبی مانند باد یا زلزله از روش‌های مختلف ازجمله مهاربندی‌های تسمه‌ای استفاده می‌شود. روش‌های دیگری مانند قرارگرفتن دیواره‌های بتنی در امتداد دیوارهای اصلی ساختمان نیز در صورت ضرورت می‌تواند پایداری ساختمان در برابر نیروهای جانبی را تأمین کند.
اجزای اصلی سیستم ساختمانی ترونکو
۱) لوله‌های گالوانیزه
لوله‌های گالوانیزه به‌وسیلۀ دستگاه‌های مخصوص از ورق گالوانیزه در طول‌های موردنظر در محل اجرای پروژه، ساخته می‌شوند. به‌دلیل ضخامت کم قطعات، میزان انقباض و انبساط بسیار جزئی است؛ برخلاف ریل راه‌آهن که به‌علت جرم زیاد نوسانات حرارتی بسیاری دارد. به‌دلیل ضخامت کم ورق لوله‌ها و هوای موجود در داخل لوله‌ها، تبادل حرارتی نیز در این روش بسیار کم است.
۲) اتصالات معمولی
اتصال دو لوله با زاویۀ ۹۰ درجه، توسط این نوع از اتصالات (که اتصال معمولی نامیده می‌شود) انجام می‌شود.
۳) اتصالات دوتایی
از این نوع اتصال (اتصال دوتایی) در تقاطع دو دیوار استفاده می‌شود.
۴) پوشش انتهایی
درصورتی‌که انتهای لوله‌ها در داخل پروفیل در یا پنجره قرار گیرد، یا به‌طورکلی در انتهای لوله‌ها از قطعات اتصالی استفاده نشود، انتهای لوله با این اعضا (که پوشش نهایی نامیده می‌شود) پوشیده می‌شود.
۵) صفحۀ اتصال
به‌منظور اتصال سیستم به پی، داخل پی صفحات فولادی با میلگردهای مهارشده درون بتن قرار داده می‌شود و اولین گروه لوله‌ها به این صفحات (که صفحات اتصال نامیده می‌شود) جوش داده می‌شوند.
۶) مهاربندی‌های تسمه‌ای
صفحات سازه‌ای قائم تشکیل‌شده در سیستم مذکور، توسط تسمه‌های فولادی (که مهاربندی تسمه‌ای نامیده می‌شود)، در دو جهت مهاربندی می‌شوند تا در برابر نیروهای جانبی مقاومت کنند. این تسمه‌ها فولادی و از نوع گالوانیزه هستند و به‌وسیلۀ پیچ و اتصال‌دهنده، به سازۀ ساختمان متصل می‌شوند.
۷) سایر اجزای سیستم
نگهدارنده‌های عمودی، نگهدارنده‌های افقی، تیرهای اصلی و نگهدارنده‌های لوله‌های گالوانیزه.
بررسی سازه
دیواره‌های ساختمان در سیستم ترونکو، در حکم سازۀ نگهدارندۀ ساختمان و پوشش نما است. وزن متوسط هر مترمربع سازۀ فولادی در این سیستم ۱۶-۱۵ کیلوگرم است. در این سیستم سقف و دیوارها به‌صورت یکپارچه عمل می‌کنند. این امر مانع تمرکز تنش در اتصالاتی که معمولاً در زلزله آسیب‌پذیرند، می‌شود. تیر و ستون در این سیستم وجود ندارد، زیرا همۀ اجزا از یک عنصر اساسی ساخته می‌شوند که مشابه همان الوار چوبی با مقطع دایره است. این الوارها به‌صورت افقی روی هم قرار گرفته و در گوشه‌ها به هم متصل می‌شوند. سرعت ساخت این سیستم بسیار زیاد است، به‌طوری‌که ۳۰۰ مترمربع سقف و دیوار در یک روز کاری ۸ساعته با ۱۰ نفر نیروی انسانی قابل‌اجرا است.
آوردن مواد اولیه از کارخانه به محل تولید لوله‌ها، یعنی محل پروژه بسیار آسان است و هزینۀ حمل‌ونقل عناصر ساختمانی بسیار پایین است، زیرا حجم مواد اولیه بسیار کم و حمل آن‌ها آسان است. درواقع تولید اصلی در محل پروژه انجام می‌شود. تجهیزات تولید لوله‌ها، اندازه‌ای بزرگ‌تر از یک میز تحریر ندارند و به‌راحتی با کامیون، قطار، کشتی یا هواپیما قابل‌حمل هستند. این تجهیزات شامل دستگاه ژنراتور و دستگاه کمپرسور نیز می‌باشد که در یک محفظه جای گرفته‌اند. درنتیجه با هر نوع امکانات زیربنایی در محل ساخت، این روش قابل‌اجراست. لوله‌های گالوانیزه در این سیستم، به‌علت سبک‌بودن به‌سهولت قابل حمل‌ونقل هستند، به‌طوری‌که یک کارگر می‌تواند در هر دست یک لوله را حمل کند.
افراد دست‌اندرکار ساخت کافی است ۴ یا ۵ نفر باشند. یک نفر اپراتور دستگاه تولیدکننده، یک متخصص کارهای فلزی و بقیه می‌توانند افراد بومی، بدون هیچ تجربه‌ای در ساخت‌وساز باشند. در یک پروژه درنهایت ۲۰-۱۵ نفر مسئول خواهند بود، که گروهی به تولید لوله‌ها و اتصالات می‌پردازند و گروهی به‌طور موازی و هم‌زمان مشغول نصب آن‌ها هستند. دهانۀ تیرهای اصلی حداکثر ۴ متر است و در جهت دیگر محدودیتی وجود ندارد. البته با یک تیر میانی می‌توان طول دهانه را افزایش داد. برای مثال در ساختمان مدرسه‌ای که با این سیستم ساخته شده است، با استفاده از یک تیر میانی دهانۀ ۷ متری ایجاد شده است. سیستم ترونکو در برابر زلزله و باد نیز مقاوم است، زیرا وزن ساختمانی که با این روش ساخته شود، یک‌چهارم سیستم‌های سنتی است و این امر موجب کاهش قابل‌توجه نیروی زلزله ساختمان می‌شود.
وزن کم، استفاده از این سیستم را در مناطقی با خاک ضعیف و حتی بر روی بناهای ساخته‌شده، ممکن می‌سازد. تولید، اجرا و برپایی این سیستم می‌تواند در هر اقلیم و در هر فصلی از سال انجام گیرد و مانند بعضی از سیستم‌های متداول همچون بتن، نیازمند دمایی خاص برای اجرا نیست. تاکنون از این سیستم در امریکای جنوبی، افریقای جنوبی و سوئیس استفاده شده است. این تنوع اقلیمی نشان‌دهندۀ امکان بهره‌گرفتن از این روش در مناطق مختلف است. یکی از خصوصیات مهم این سیستم امکان استفاده مجدد از آن است. به عبارت دیگر در صورت نیاز می‌توان از اجزای این سیستم برای ساخت بنایی جدید در مکانی دیگر استفاده کرد. عمر مفید بنایی که با این سیستم ساخته می‌شود، بیش از ۶۰ سال است.
روش اجرا
برای اجرای این سیستم ابتدا در روی زمین متراکم‌شده یک سکوی بتنی، با بتن سبک به ضخامت ۱۵ الی ۲۰ سانتی‌متر ساخته می‌شود. پس از آماده‌شدن سکو دیوارها بر روی آن قرار می‌گیرد. در داخل سکو شبکه‌ای از میلگرد نمرۀ ۶ یا ۸ قرار می‌گیرد، که به‌طور کامل از اطراف مهار شده‌اند. درصورتی‌که مقاومت خاک به مقدار کافی نباشد، بهتر است ابتدا پی اجرا و سپس سطح نهایی به‌صورت یک سکو برای کار آماده شود. هم‌زمان با اجرای پی با بتن مسلح، صفحات فولادی در لبه‌ها در بتن کار گذاشته می‌شوند. در مرحلۀ بعد، سازه به آن‌ها مهار می‌شود. این صفحات در محل‌هایی که از قبل تعیین شده، قرار می‌گیرند. این نقاط معمولاً محل تقاطع دیوارهای خارجی و نیز محل بازشوهای اصلی هستند.
ابتدا اولین سری از لوله‌ها براساس نقشۀ معماری در محل موردنظر قرار داده می‌شوند. سپس به صفحات فلزی با استفاده از جوش، متصل می‌شوند. هم‌زمان با بالارفتن دیوارها، پروفیل‌های در و پنجره در محل خود قرار می‌گیرند و سپس در ارتفاع مشخصی تیرهای اصلی و فرعی اجرا می‌شوند. در داخل اتصالات نیز میله‌هایی به نام کشنده‌های عمودی قرار داده می‌شود. این میله‌ها ضمن کنترل مکان قرارگیری اتصالات در گوشه‌ها، باعث ایجاد یکپارچگی در سازه می‌شوند.
در مرحلۀ اجرا ابتدا دیوارهای طبقۀ اول برپا می‌شوند و سپس سقف اجرا می‌شود. درصورتی‌که ساختمان دوطبقه باشد، دیوارهای طبقۀ دوم و سپس سقف آن طبقه ساخته می‌شود. دقت در اجرای این سیستم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا با خطایی در حدود ۲-۱ میلی‌متر لولۀ فلزی در محل خود قرار نمی‌گیرد. تسمه‌های فلزی از فولاد گالوانیزه برای تأمین مقاومت ساختمان در برابر بارهای جانبی به سیستم سازه اضافه می‌شوند. در دیوارهای خارجی، پس از نصب یونولیت و رابیتس، اجرای هرگونه نمای سنتی یا صنعتی ممکن است. می‌توان با استفاده از مصالح ضدآب مانند مرمریت، که به‌صورت خمیری روی یونولیت مالیده می‌شود، نمای ساده‌ای اجرا کرد. یا می‌توان روی یونولیت سیمان پاشید. برای نما سنگ و آجر هم قابل‌اجرا است.
پوشش‌های دیگری نیز برای نما می‌توان اجرا کرد، این انتخاب براساس شرایط بومی و منطقه‌ای و نظرات طراح یا سازنده انجام می‌شود. در ساختمان‌های تجاری و صنعتی دیوارهای داخلی را می‌توان بدون نازک‌کاری باقی گذاشت. ساده‌ترین و مناسب‌ترین راه برای پوشش نما، استفاده از پانل‌های عایق پلی‌استایرن با چسب سیمان است که در یک طرف صاف و در طرف دیگر مواج هستند. پوشش‌های دیگر می‌تواند از رنگ، جلا، چوب، سیمان، آجر و سایر مصالح نما باشد. این موضوع به شکل‌گیری معماری بومی کمک می‌کند. به‌علاوه ساختمان تمام‌شده با توجه به نوع نمای استفاده‌شده می‌تواند کاملاً سنتی و یا کاملاً مدرن به‌نظر برسد.
بررسی سیستم از نظر هزینه و زمان ساخت
هزینۀ نهایی تولید و اجرای سیستم ترونکو در مجموع، از سیستم‌های سنتی کمتر است، زیرا با انتقال خط تولید به محل پروژه، هزینۀ حمل‌ونقل و جابه‌جایی اجزا، تا حد چشمگیری کاهش می‌یابد. در این سیستم دستگاه‌ها به‌صورت کامپیوتری قطعات را براساس اطلاعات واردشده به‌طور کاملاً دقیق برش می‌دهند، بدین‌ترتیب دورریز مصالح به حداقل ممکن کاهش پیدا می‌کند. مادۀ اولیه به‌صورت ورق گالوانیزه به سایت منتقل می‌شود. این امر هزینۀ حمل‌ونقل را به مقدار قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.
هرچند هزینۀ تأمین مصالح در مرحلۀ اول زیاد است، اما به‌دلیل مدت‌زمان کوتاه ساخت این هزینۀ بالا جبران می‌شود و استفادۀ بهینه از مصالح صرفۀ اقتصادی ایجاد می‌کند. در ضمن کوتاه‌بودن زمان اجرا، باعث کاهش هزینۀ بالاسری و هزینۀ نگهداری سیستم در حین اجرا می‌شود. از سوی دیگر هزینۀ اسکان کارگران و حق‌الزحمۀ آنان و سایر دست‌اندرکاران و نیز هزینۀ آب و برق و اقلام مصرفی، بسیار کمتر می‌شود. همچنین خشک‌بودن سیستم، محیط کار مناسبی فراهم می‌کند که در آن مصرف آب (به‌جز آب موردنیاز برای بتن شالوده) وجود ندارد و این امر نیز در کاهش هزینه‌ها مؤثر است.
بررسی سیستم از نظر انرژی و عایق‌بندی صدا
سیستم ترونکو از نظر صرفه‌جویی در مصرف انرژی دارای مزایای بسیار است، زیرا اجزای اصلی پدیدآورندۀ سیستم، یعنی لوله‌ها به‌دلیل توخالی‌بودن و وجود هوا درون آن‌ها، عایق حرارتی مؤثری هستند. به‌علاوه با استفاده از عایق حرارتی، یعنی نصب عایق پلی‌استایرن که در یک طرف موج‌دار و در طرف دیگر صاف است بر روی دیوارهای خارجی و سقف، می‌توان این سیستم را در سردترین مناطق اجرا کرد. همچنان‌که درحال‌حاضر تعداد قابل‌توجهی از ساختمان‌های مسکونی در مناطق سردسیر کشور کانادا با این سیستم اجرا شده است. به‌دلیل ساختار توخالی لوله‌ها این سیستم از مقاومت بالایی در برابر صدای هوابرد برخوردار است، ولی در برابر صدای کوبه‌ای مقاومت مناسبی ندارد. البته با استفاده از پوشش بر روی لوله‌های گالوانیزه (متالوگ‌ها) مقاومت سیستم در برابر هر دو نوع صدا افزایش می‌یابد.
محدودیت‌ها
سیستم ترونکو از نظر طراحی معماری دارای محدودیت‌هایی است که از آن جمله باید به‌ضرورت استفاده از اتصالات ۹۰ درجه اشاره کرد. هرچندکه در بعضی کشورها اتصالات ۳۰ و ۶۰ درجه و حتی دایره هم اجرا می‌شود. حداکثر تعداد طبقات قابل‌اجرا با این سیستم دوطبقه و در موارد خاص تا سه طبقه است. این سیستم در دهانه‌های کوچک قابل‌اجراست. این سیستم برای سالن‌های اجتماعات، مساجد، فضاهای وسیع مانند سالن‌های ورزشی و یا انبارها مناسب نیست.
کاربردهای مناسب
مناسب‌ترین کاربردهای سیستم ترونکو، شامل بناهای مسکونی یک یا دو طبقه و بناهای دیگر مانند مدارس، درمانگاه‌ها، مهدکودک‌ها، خوابگاه‌ها یا ساختمان‌های اداری و تجاری با طبقات محدود است.
منبع: فنّاوری‌های نوین ساختمانی، محمود گلابچی، حامد مظاهریان، انتشارات دانشگاه تهران، ۱۳۹۱
