مقاله تحلیلی: ملاحظات طراحی سقف‌هایی با شیب کم

کاهش انباشتگی و نفوذ آب

شرکت مؤلف این مقاله که یک شرکت مهندسی و معماری قانونی است به بررسی صدها سقف کم شیب و عرشه‌های خارجی پرداخته است. در این مقاله به توضیح شیوه‌هایی از طراحی و ساخت‌وساز می‌پردازیم که مانع از زهکشی آزاد یا کلاً مانع انجام این کار می‌شوند. همچنین راه‌حل‌هایی برای کاهش آب انباشتگی معرفی شده است که در مسائل مربوط به بهره‌وری و آسیب دیدن اسکلت سازه اثرگذار هستند.

آیین‌نامه‌ی بین‌المللی ساختمان 2015 (IBC) حداقل پارامترهای طراحی و ساخت را تعیین می‌کند. یک عضو یا یک سیستم که پارامترهای آیین‌نامه‌ی را ارضا می‌کند ممکن است وقتی چندین پارامتر از آیین‌نامه ترکیب شوند با شرایطی ضعیف‌تر از ایده آل روبرو شود. به‌عنوان مثال، ترکیب شیب ¼ اینچ در هر فوت و نسبت حداکثر انحراف مجاز می‌تواند شرایطی را ایجاد کند که مانع از زهکشی آزاد شود. با این حال، IBC این شرایط را در قالب جدول 1604.3 جمع‌بندی کرده است.

طراحان حرفه‌ای، پیمانکاران و شاید مقامات تدوین‌کننده آیین‌نامه معتقدند که طراحی سقف یا سطوح بیرونی با شیب ¼ اینچ در هر فوت قانع‌کننده است، زیرا باهدف آیین‌نامه ساختمان سازگار است. با این حال، انحراف عضو باعث ایجاد شیب متوسطی می‌شود که زهکشی آزاد را محدود می‌کند و باعث می‌شود تا آب انباشتگی در انتهای پایین‌تر اتفاق بیافتد. "شیب متوسط" شیب خطی فرضی از انتهای پایین تا نقطه‌ای که حداکثر انحراف را دارد، است. اعضایی که با یک نسبت از انحراف مجاز طبق آیین‌نامه بهینه شده‌اند، بیشتر شیب متوسط را کاهش می‌دهند و ممکن است یک شیب منفی یا وضعیتی "کاسه مانند" در انتهای پایین ایجاد کند که مانع از زهکشی آزاد شود و یا آن را محدود کند. این شرایط برای مواد حساس به تغییر شکل خزشی، مانند چوب، شدت می‌یابد. اعضایی از تیرها که شیبی برابر با ¼ اینچ در هر فوت داشته باشند، به‌عنوان یک دهانه‌ی حساس در نظر گرفته می‌شود.

طی مشاهدات میدانی، شیوه‌هایی از طراحی که بر مسائل بهره‌وری اثرگذار هستند، شناسایی شده است. این خطاهای طراحی زهکشی آزاد را محدود یا مانع از آن می‌شوند و نهایتاً منجر به عملکرد نامطلوب پوشش ساختمان می‌شوند. علاوه بر این، فقدان جزئیات ویژه طراحی منجر به شیوه‌های ساخت‌وساز معمولی می‌شود که ممکن است هدف کلی آیین‌نامه ساختمان را برآورده کند، اما زهکشی آزاد را محدود می‌کند.

خطاهای طراحی

هنگامی که طراحان حرفه‌ای، اعضای اسکلت سازه را تنها با حداقل پارامترهای آیین‌نامه ساختمان طراحی کرده باشند، ممکن است سقف‌های ساخت شده با مسائل مربوط به شیب کم یعنی آب انباشتگی یا زهکشی سیستم روبرو شوند.

صفحات متقاطع

وجود پیش‌آمدگی‌ها در ساختمان‌ها پدیده‌ای رایج است. این پیش‌آمدگی‌ها منجر به ایجاد صفحات متقاطع می‌شوند. این صفحات در ایجاد مسائل مرتبط با زهکشی سقف‌هایی با شیب کم نقش دارند. متخصصان غالباً حداقل شيب مجاز آیین‌نامه را با توجه به شیب آبروی ایجاد شده از تقاطع صفحات تعیین می‌کنند (شکل 1).

آب انباشتگی معمولاً در تقاطع آبروهای سقف و سطوح کم شیب (بالکن) مشاهده می‌شود.

فاصله قطری بین دو نقطه با ارتفاع ثابت کمتر از شیب طراحی است. این اصل را می‌توان با دو صفحه‌ی شیب‌دار که یکدیگر را با زاویه قائمه قطع می‌کنند، نشان داد (شکل 2). بالکنی با عرض هشت فوت و شیبی برابر با ¼ روی 12 اینچ، دو اینچ اختلاف ارتفاع از دیوار تا لبه زهکشی آزاد دارد. فاصله مورب که با قرمز نشان داده شده اختلاف ارتفاع دو اینچی دارد. با این حال، تغییر ارتفاع در فاصله حدود یازده فوت و چهار اینچ رخ می‌دهد و شیبی کمتر از ¼ روی 12 که حداقل شیب است، ایجاد می‌کند.

سطح صفحات سقف و بالکن که با شیب ¼ روی 12 طراحی شده‌اند و آب را به آبرو هدایت می‌کنند، باید به‌عنوان یک دهانه‌ی حساس در نظر گرفته شوند. یک راه‌حل این است که شیب ¼ روی 12 را به آبرو اختصاص دهید و سپس شیب مربوط به سقف یا بالکن را محاسبه کنید.

ستون‌های یکپارچه

آیین‌نامه‌های ساختمان و شیوه‌ی پذیرفته‌شده طراحی "فرورفتگی‌ها" را ترکیب می‌کنند تا آب را منحرف کنند و نهایتاً زهکشی مؤثری صورت گیرد. ستون‌های حائل بالکن شرایطی را فراهم می‌کنند که به‌ندرت در اسناد ساخت‌وساز مشخص می‌شوند. طراحان به‌طور معمول ستون‌های بیرونی یکپارچه‌ی بالکن را طراحی می‌کنند که به‌عنوان آب‌بند عمل می‌کنند و مانع از جریان آب به سمت نقاط زهکشی آزاد می‌شوند (شکل 3). ستون‌ها اغلب پیرامون بالکن قرار دارند و لبه‌ها یا گوشه‌های داخلی را شامل می‌شوند. آب در لبه‌های داخلی جمع می‌شود و اغلب منجر به وارد شدن آسیب می‌شود. طراحان باید سازه را به گونه‌ای طراحی کنند که زهکشی آزاد در این نقاط صورت گیرد و یا از جریان یافتن آب به سمت این نقاط جلوگیری شود

سطوح بتنی شیب‌دار

بسیاری از طراحان، اعضای افقی را به گونه‌ای طراحی می‌کنند که سطح فوقانی آن‌ها نقش زهکش داشته باشد (شکل 4). سطح فوقانی معمولاً سبک و از جنس بتن نیمه مایع است.

آب در سطح فوقانی نفوذپذیر (صفحه‌ی افقی ایجاد شده توسط اعضای حائل) نفوذ می‌کند. زهکشی آزاد با توجه به اینکه اعضای حائل یا هم‌تراز هستند و یا دارای انحراف عمودی به سمت پایین، به‌ندرت اتفاق می‌افتد و به همین جهت شرایط تجمع آب فراهم می‌شود.

اعضای سازه‌ای باید با یک شیب مثبت به طرف نقاط زهکشی آزاد برای تخلیه آب طراحی شوند. سطح فوقانی باید با شیب اعضای سازه‌ای مطابقت داشته باشد تا زهکشی اتفاق بیفتد شود. در این صورت آبی که در سطح لایه فوقانی نفوذ می‌کند، با سطح شیب‌دار روبرو می‌شود و به این صورت به نقاطی که زهکشی صورت می‌گیرد، هدایت می‌شود.

خیز تفاضلی

پیش‌بینی می‌شود که یک سیستم متشکل از اعضایی با دهانه‌ی یکسان، خیز مشابهی داشته باشند. با این وجود، اعضای مجاور که دهانه‌های متفاوتی دارند، مقدار متفاوتی نیز خواهند داشت. هرچه عضو دهانه طولانی‌تری داشته باشد خیز بیشتری خواهد داشت و از این روی شرایط تجمع آب فراهم می‌شود.

شیوه‌های ساخت‌وساز

شیوه‌های ساخت‌وساز نیز بر پدیده آب انباشتگی اثرگذار هستند. برای افقی و تراز کردن سطح معمولاً نوارهایی روی لبه فوقانی اعضای تشکیل‌دهنده قاب نصب می‌شود. جزئیان این کار در شکل بالا نشان داده شده است.

ضخامت عضو در نواحی مرزی مانع از تخلیه آب می‌شود (شکل 7).

نتیجه‌گیری

روش‌ها یا شرایطی که مانع جلوگیری از جریان آب به سمت نقاط زهکشی آزاد می‌شوند باید در طی مرحله طراحی شناسایی شوند و تغییر یابند. طراحان این توانايي را دارند كه باعث کاهش آب انباشتگی و بهبود سیستم زهکشی آزاد می‌شوند. شیب‌ها باید افزایش یابند تا شیب کافی برای زهکشی در صفحات متقاطع فراهم شود. علاوه بر این، انحراف تفاضلی اعضای سازه‌ای مجاور باید مورد بررسی قرار گیرد.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.