کرتین وال چیست؟

سیستم نمای کرتین‌وال یک پوشش خارجی برای ساختمان‌هایی می‌باشد که دیوارهای خارجی آن سازه‌ای نبوده و تنها جدا کننده داخل و خارج ساختمان به لحاظ حرارتی و شرایط جوی می‌باشد. با توجه به این نکته که نمای کرتین‌وال در ساختار سازه‌ای ساختمان نیست (بدین معنی که نقشی در باربری و تحمل بارهای مرده و زنده سازه اصلی ندارد) در طراحی این سیستم می‌توان از مصالح سبک استفاده کرد که این امر نهایتا موجب کاهش مجموع بار مرده ساختمان و هزینه ها می‌گردد.

با شروع دهه 1970 و پیشرفت و گسترش صنعت فلزات، علی‌الخصوص آلومینیوم، استفاده از این فلز در مصالح ساختمانی رونق گرفت .امروزه از پروفیل‌های اکسترودی آلومینوم در ساخت نماهای کرتین‌وال استفاده می‌گردد. خواص منحصر به فرد فلز آلومینوم و قابلیت اکسترود به شکلها و طرح های دلخواه و انعطاف پذیری زیاد این فلز در طراحی مقاطع به هنگام اکسترود، این فلز را به اصلی ترین مصالح در ساخت و تولید نمای کرتین‌وال تبدیل کرد.

گسترش تولید شیشه با ابعاد بالا امکان نفوذ نور بیشتر به داخل ساختمان و کاهش هزینه‌های منبع نور و امکان استفاده حداکثری از انرژی نور در روزهای کوتاه زمستان، معماران را بر آن داشت تا به جهت رسیدن به طراحی بهتر و دریافت بیشترین میزان نور طبیعی و همچنین امکان افزایش گستره دید از نمای داخلی ساختمان از شیشه به عنوان جدا کننده اصلی (دیوار ) در فریم‌های آلومینومی بهره می‌برند. همچنین حسب نوع طراحی و سایر محاسبات و مسائل پیش روی ساختمان می‌توان از پشم سنگ، ورق های فلزی مانند آلومینوم کامپوزیتها یا ورقهای گالوانیزه و همچنین لوورها به عنوان سایر مصالحی پرکننده می‌توان نام برد.

اجزای تشکیل دهنده یک کرتین وال

در این بخش تنها به معرفی و بررسی اجزای تشکیل دهنده یک سیستم کرتین وال می پردازیم. ساختار نمای کرتین وال مانند دیگر سازه‌های باربر متشکل از تیر ها و ستون ها می باشد. بار مرده ناشی از وزن شیشه یا سایر مصالح پرکننده، همچنین فشار یا مکش ناشی از دیگر نیروهای خارجی مانند باد وزلزله از طریق تیر ها به ستون ها منتقل می گردد. در نهایت مجموع بار های وارده به ستونها از طریق تکیه گاه ها (انکر ها) به اسکلت اصلی ساختمان منتقل می گردد. در یک سیتم نمای کرتین وال به ستون‌ها، مولیون (Mullion) و به تیرها (Transom) اطلاق می‌گردد.

مولیون (Mullion)

در تعریف مولیون به المان عمودی گفته می شود که وظیفه جداسازی بین واحد های عمودی نما را برعهده دارد. در پنجره ها از این المان بر مبنای طرح پنجره و یا با هدف تحمل و کنترل بار مدول بالایی و یا امکان ایجاد بازشو و نصب یراق بازشو استفاده می گردد. یک مولیون به عنوان یک عضو سازه ای در کرتین وال عمل می کند و وظیفه تحمل بار مرده یا تحمل نیروی باد و انتقال آن به سازه اصلی را دارد. مولیون‌ها به لحاظ ساختار و طرح ظاهری عموما در سیستم‌ها و برندهای مختلف از یک شکل کلی تبعیت می‌کنند.

ترنزوم  (Transom)

درعلم معماری ترنزوم به المان افقی اطلاق می‌شود که وظیفه جداسازی افقی را برعهده دارد. در سیستم نماهای کرتین وال نیز به المان‌های افقی که وظیفه تحمل و انتقال بار به مولیون ها را دارند، ترنزوم اطلاق می شود. ترنزوم‌ها نیز مانند مولیون‌ها به لحاظ ساختار و طرح ظاهری عموما در سیستم ها و برندهای مختلف از یک شکل کلی تبعیت می‌کنند.

همانطور که در تصاویر بالا مشاهده می‌شود، مولیون ها و ترنزوم‌ها از نظر شکل ظاهری بسیار مشابه می‌باشند، تنها تفاوت کلی، محفظه زه‌کشی آب در مولیون ها می باشد. بدین معنی که مولیون به عنوان ساختار عمودی سازه می بایست قابلیت هدایت و زه‌کشی آب باران را داشته باشد.

همچنین حسب کاربری امکان تغییر در مشخصات ظاهری هر دو پروفیل ممکن است. از این رو درسیستم های مختلف پروفیل هایی برای دتایل های مختلف طراحی می‌گردد.

در سیستم ها و برندهای مختلف نحوه کد گذاری پروفیل ها متفاوت میباشد، ولی عموما کد گذاری بر اساس دو مشخصه پروفیل صورت می پذیرد:

• سری پروفیل: یکی از مشخصه های سیستم ها سری سیستم می باشد بطور مثال سری 52 ، یا سری 62 یا 65. این کد گذاری ها معمولا بر اساس عرض مقطع پروفیل انجام می شود. یعنی مثلا در سری50 EL شرکت گاستادلو تمامی پروفیل ها با عرض مقطع 50 میلیمتر می باشند.  یا در سری KR50  شرکت آکپای، عرض مقطع پروفیل ها 50میلیمتر می باشد.
• عمق پروفیل: حال با مشخص شدن سری هر سیستم مشخصه دیگری که پروفیل ها را از یکدیگر متمایز می سازد ، عمق پروفیل است.

مقصود از عمق پروفیل طول انتهای مقطع تا پشت محل نصب نوار لاستیکی شیشه می باشد.

اتصال ترنزوم و مولیون(T connector)

از این قطعات به عنوان قطعه اتصال دهنده ترنزوم به مولیون استفاده می گردد. معمولا در سیستم های مختلف طراحی های گوناگون دارد. و بر اساس استاندارد هر سیستم و میزان بار موجود متفاوت می باشد.در تصویر زیر تعدادی از انواع تی کانکتورها در سیستم های مختلف ارائه شده است.

نحوه کلی قرارگیری سه جزء تعریف شده تاکنون بصورت شکل زیر می باشد.

براکت یا انکر (Anchors)

مجموع نیروهای وارده به سیستم کرتین وال از طریق انکر ها به سازه اصلی منتقل می گردد.بدین معنی که انکر ها به عنوان تکیه گاه برای سیستم کرتین وال عمل می نماید. در طراحی و محاسبه نمای کرتین وال یکی از تاثیر گذار ترین فاکتور ها، فاصله بین انکر ها می باشد. به لحاظ ساختاری انکر ها به سه دسته تقسیم می گردند.

الف) انکر های تحتانی (Bottom Anchors)

ب) انکر های میانی(Inter mediate Anchors)

ج) انکر های بالایی(Top Anchors)

همچنین به لحاظ عملکرد تکیه گاهی در محاسبات و طراحی سیستم ،انکر ها به دو دسته کلی تکیه گاه مفصلی (Pin Support)  و تکیه گاه غلطکی (Roller Support) تقسیم میگردند. در طراحی و محاسبه سیستم توجه به جانمایی و محاسبه درست نوع تکیه گاه بسیار مهم و با اهمیت می باشد.

اکسپنشن (Expansions)

وظیفه اکسپنشن انتقال نیرو ها و ایجاد یکپارچگی در خصوصیات یک مولیون عمودی می یاشد. از آنجا که تولید پروفیل از استاندارد های ابعادی خاصی در سیستم های مختلف تبعیت می کند لذا امکان تولید پروفیل با هر طولی و به صورت یکپارچه میسر نمی باشد، ازاین رو در یک المان ارتفاعی بلند می بایست از چند پروفیل استفاده نمود که به این امرSplit   گفته میشود. برای یکپارچه سازی این مولیون ها از اکسپنشن استفاده میگردد. در اصطلاح به نقطه اتصال دو پروفیل Dilatation point یا Expansion Point می گویند.   اکسپنشن ها بر اساس عمق پروفیل مولیون طراحی و ساخته می شوند.

 پرشر پلیت (Presser Plate)

وظیفه کنترل حرکت سطحی شیشه در سیستم نمای کرتین وال با ساختار Face Cap بر عهده پرشر پلیت می باشد. بدین معنا که با نصب پرشر پلیت از امکان جابجایی سطحی شیشه و در نهایت افتادگی شیشه جلوگیری می گردد.

کاور کپ (Cover Cap)

کاور کپ به منظور پوشش سطح پرشر پلیت و همچنین افزودن طرح معماری و ظاهری متفاوت به خطوط افقی و عمودی نما اضافه می گردد. همچنین می توان از نوعی خاص از کاور کپ های دوکی بعنوان شیدر استفاده نمود.

 انواع و تقسیم بندی کرتین وال ها

برای بررسی دقیق انواع سیستم ها ، از دو نگاه ساختار کلی و تیپ سیستم به بررسی انواع نما های کرتین وال می پردازیم.

1- به لحاظ ساختار سیستم

نمای کرتین وال به لحاظ ساختار کلی سیستم ، تولید و نحوه اجرا به دو دسته کلی زیر تقسیم می گردند:

   الف) سیستم Stick                                     ب) سیستم Unitize

Stick Systems

سیستم استیک به ساختاری از نمای کرتین وال اطلاق می گردد که در این سیستم پروفیل های طراحی شده بصورت شاخه های برش خورده و تفکیکی(مولیون و ترنزوم) همانند اجرای اسکلت فلزی یک ساختمان اجرا می گردد. بدین صورت که ابتدا مولیون ها بعنوان ستون های سازه فلزی بر روی تکیه گاه های تعبیه شده (Anchors) نصب ، سپس ترنزوم ها یا همان تیر های سازه فلزی بوسیله  “T connectors”  به ستون ها اضافه می گردند. در نهایت با نصب سایر ملحقات از قبیل نوار های لاستیکی و دماغه ، شیشه یا سایر مصالح پر کننده در نما اجرا می گردند. از خصوصیات مهم این سیستم می توان به امکان برش و مونتاژ قطعات در محل کارگاه اشاره کرد.

Unitize System

سیستم یونیتاز به ساختاری از نمای کرتین وال اطلاق می گردد که در این سیستم نما به واحد های کوچک تر تقسیم که هر واحد بصورت قاب کامل و در بسیاری از مواقع به همراه شیشه و یا بازشو ها و سایر مصالح مصرفی دیگر بصورت پیش ساخته به محل کارگاه پروژه ارسال و مستقیما بر روی بستر آماده شده نما نصب می گردد. شایان ذکر است عموما سیستم های یونیتاز به لحاظ ساختار پروفیل ها ، تکیه گاه ها (Anchors) و سایر مشخصات فنی  تفاوت کلی با سیستم های عمومی استیک دارند.

 از مهمترین خصوصیات سیستم یونتایز می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سرعت نصب بالا.
• انجام مراحل کامل ساخت در محل کارخانه تولید و به تبع آن حداقل فرایند آماده سازی در محل پروژه.
• کیفیت بالاتر اجرا به جهت تولید درمحل کارخانه و امکان کنترل کیفی دقیقتر.
• امکان نصب شیشه و سایر مصالح مصرفی بر روی هر واحد نما قبل از نصب.
• کاهش مراحل اجرایی نما.
• سهولت نصب در ارتفاع بالا بدون نیاز به سازه نگهبان الحاقی (داربست،کلایمر و…)

2- تیپ سیستم

تفاوت تیپ ها در نمای کرتین وال عموما ناشی از تفاوت در ساختار و چگونگی نصب و مهار حرکت سطحی شیشه بر روی قاب نما می باشد. همچنین به جهت تفاوت خصوصیات ظاهری تیپ ها و تنوع سلایق و خواسته های معمار پروژه و نوع طراحی خطوط نما ، معمولا سیستم‌ها در تنوع تیپ‌های ذیل به بازار ارائه می گردند.

Face Cap

بسیاری از کرتین وال های اولیه با مولیون فلزی و استفاده از پنبه نسوز یا فایبر گلاس و یا چسب های دیگر برای اتصال شیشه به مولیون ساخته می شد تا اینکه سر انجام چسب های درزبندی سیلیکون و دیگر چسب های درزبندی دیگر به بازار آمد. سپس در طراحی سیستم مولیون ها برخی طراحان از یک نگهدارنده آلومینیومی خارجی (پرشر پلیت) برای نگه داشتن شیشه در جای خود و درزبندی بهتر استفاده نمودند که امروزه به سیستم فیس کپ مشهور میباشد.در این تیپ از نمای کرتین وال از پرشر پلیت بعنوان عامل نگهدارنده حرکت سطحی شیشه ها در مولیون و ترنزوم استفاده می گردد. همچنین به لحاظ ایجاد تنوع ظاهری خطوط ناشی از پرشر پلیت، کاور کپ ها در انواع و اشکال و کاربری های مختلف در اختیار سلیقه معمار قرار داده می شود.

Frameless

هدف از طراحی تیپ فریم لس در نمای کرتین وال کاهش حداکثری خطوط غیر شیشه ای در نما می باشد. یعنی تا حد امکان شیشه ها به هم نزدیک تر شده و نما بیشتر بصورت شیشه یکپارچه نمایان گردد. در همین راستا پرشر پلیت و کاور کپ به عنوان خطوط آلومینیومی حذف می گردند.

مسئله اصلی در این تیپ از نما نگهداری حرکت سطحی شیشه می باشد. در این راستا  ابتدا می بایست تغییراتی در ساختار شیشه ایجاد گردد. به همین منظورپروفیلی با نام U Chanel بین دو جداره شیشه قرار می گیرد تا با ایجاد محفظه ای برای اضافه کردن  قطعاتی به نام کلمپ به جهت نگهداری حرکت سطحی آماده گردد. کلمپ در واقع عملکردی مشابه با پرشر پلیت دارد با این تفاوت که بجای قرار گیری بر روی سطح پنل دو جداره شیشه بین دوجداره قرار گرفته و موجب اتصال قوی جداره داخلی شیشه با پروفیل می گردد.

نکته مهم در این خصوص فشار مضاعف بر روی جداره داخلی شیشه می باشد. به همین منظور عموما در تیپ نما های کرتین وال فریم لس استفاده از شیشه های سکوریت لمینیت شده در جداره داخلی شیشه توصیه می گردد. سپس از نوار های لاستیکی مخصوص و یا چسبت مخصوص سیلیکون برای پر کردن محفظه باقی مانده بر روی دماغه پروفیل تا سطح شیشه خارجی استفاده می گردد.

H&L

این تیپ از نمای کرتین وال در واقع ترکیب دو تیپ توضیح داده شده گذشته می باشد. بدین معنی که حسب تقاضای پروژه،پرشر پلیت در خطوط افقی و یا عمودی نما حذف و این خطوط بصورت فریم لس اجرا می گردد.

SG یا Semi Unitize

نام SG مخفف شده Structural Glazing به معنی شیشه سازه ای می باشد. در این تیپ مانند تیپ های گذشته از مولیون و ترنزوم با ساختار مشابه استفاده می گردد. تنها تفاوت در ساختار نصب شیشه می باشد. بدین معنی که بجای استفاده از پرشر پلیت و یا کلمپ و چسب، شیشه بصورت مجزا در یک قاب آلومینیومی قرار گرفته و بصورت یک قاب کامل بر روی نما قرار میگیرد.

همچنین حسب دتایل های مختلف قاب فوق، می توان این تیپ را نیز بصورت فریم لس و یا با خطوط آلومینیومی استفاده نمود.

از آنجا که در این سیستم شیشه ها بصورت قاب آماده به محل کارگاه پروژه ارسال و مستقیما بر روی نما نصب می گردد این سیستم به سیستم Semi Unitize (شبه یونیتاز) مشهور می باشد.

عوامل موثر درطراحی و روش طراحی سازه

در محاسبه و طراحی یک کرتین وال مواردی که می بایست در نظر باشد عبارتند از: مقاومت سیستم در نفوذ آب و باد ، تحمل بار ها ،لرزشها و ارتعاشات ناشی از باد و زلزله و وزن خود سیستم و متعلقات . همچنین یکی از مهمترین فاکتور هایی که در طراحی تمامی سیستم های دیوار های خارجی از جمله نما های کرتین وال درنظر گرفته می شود، میزان ارزش حرارتی یا میزان انتقال حرارت و برودت و میزان کاهش صوت (میزان آکوستیک) می باشد.

وظیفه دیوار های غیر سازه ای ازجمله کرتین وال ها  تحمل بار باد و زلزله وارده به نمای ساختمان و انتقال آن به تیر و یا ستون های سازه اصلی از طریق اتصالات تکیه گاهی (انکرها) می باشد زیرا بار مرده ای از سازه اصلی به نمای کرتین وال وارد نشده و تنها بار مرده در محاسبات کرتین وال ، وزن خود سیستم و متعلقات آن ازجمله شیشه و یا سایر مصالح پر کننده می باشد. این بدین معنی است که تمامی بارهای وارده به نمای کرتین ال از جمله بار های استاتیکی و یا دینامیکی نهایتا به سازه اصلی منتقل می گردد.