سقف وافل چیست ؟ انواع، کاربرد، مزایا و معایب، نحوه اجرا و هر آنچه باید بدانید

سقف وافل یکی از انواع سازه‌های بتنی در سقف‌های مرتفع است که ظاهری شبکه مانند دارد و به همین‌ خاطر به آن سقف مشبک هم می‌گویند. سقف های وافل امروزه متفاوت‌تر از سقف‌های دیرین است. در ادامه قصد داریم شما را با شیوه اجرایی، کاربرد ها و مزایا و معایب آن با در نظر گرفتن تکنولوژی‌های جدید آشنا کنیم.

سقف وافل چیست؟

ایده به کارگیری عملکرد سقف وافل در بنای آکروپلیس یونان، هم دوره با هخامنشیان می‌توان دید. اما ایده سقف وافل امروزی به قرن 19 میلادی در آمریکا و اروپا برمی‌گردد. وافل سقفی، سازه بتنی است که به دلیل ساختار شبکه شبکه‌ای خود به سقف مشبک معروف است. و به دلیل استفاده از قالب‌های موقت، به عنوان سقف مجوف نیز شناخته می‌شود.

ساختار شبکه‌شبکه‌ای سقف وافل تاثیر بسزایی در زیبا سازی سطح زیرین بنا، کاهش وزن مرده سازه، کاهش هزینه ضمن افزایش سرعت اجرا و ایمنی سازه دارد. استفاده از وافل سقفی در ساختمان های فلزی و بتنی در ارتفاع زیاد و اشکال منظم و نامنظم تا دهانه بیش از 12 متر رایج می‌باشد.

ویژگی‌های سقف وافل

• نیازی به قالب بندی متفاوت برای تیرها نیست.
• ضخامت کمی دارد که معمولا کمتر از 100 میلی‌متر و بین 85-100 است. ولی ضخامت دال بتنی 3 تا 6 برابر این مقدار است؛ یعنی مقداری بین 300-600 میلی‌متر.
• فاصله بین آرماتورها معمولا 600-1500 میلی متر است.
• این سازه دهانه ای تا 16 متر را نیز ساپورت می‌کند.
• رفتار این سقف در برابر خزش نسبت به دال‌های معمولی بهتر و مناسب‌تر است.
• سطح زیرین آن ظاهر مناسبی دارد؛ بنابراین می‌تواند در زیباسازی سازه، نقش ایفا کند.
• میلگرد گذاری‌های دو طرفه، مقدار زیادی از حرکت بار زنده را خنثی می‌کنند.

مزایای سقف وافل

• حذف مصالح از پیش ساخته شده و جلوگیری از هزینه‌های اضافی خرید آن‌ها
• صرفه جویی کلی در سیمان و بتن مصرفی امکان اجرا روی اسکلت فلزی و اسکلت بتنی
• عدم نیاز به تخته ریزی زیر شاسی و امکان اجرا توسط نیروهای عمومی
• مقاوم در برابر لرزش و آتش‌سوزی
• تجدید‌پذیری قالب‌ها پس از پایان کار
• افزایش مقاومت و ایمنی سازه
• عایق مناسب صدا و حرارت
• عدم نیاز به اجرای آرماتورهای تقویتی و صرفه جویی در زمان
• چشم نوازی و زیبایی و امکان نورپردازی

معایب سقف وافل

• برای سقف‌های شیبدار با توجه به عملکرد فنی مناسب نیست.
• در صورت نیاز، هزینه کناف یا سقف کاذب به پروژه تحمیل خواهد شد.
• با توجه به جدید بودن تکنولوژی اجرای سقف وافل، ملزومات تخصصی چون تیرچه به وفور یافت نخواهد شد.
• به علت فضای خالی زیر وافل، از لحاظ آکوستیک بودن صدا مناسب نیست (در صورت عدم استفاده از کناف).

متریال به کار رفته در وافل سقفی چیست؟

بطور کلی مهم‌ترین متریال به کار رفته در اجرای وافل سقفی شامل موارد زیر می‌شود:

• قالب وافل
• غلاف وافل (جنس، اندازه و تعداد غلاف ها به طول دهانه ها بستگی دارد.)
• گیره‌های افقی و عمودی
• اتصالات دیواری
• جک‌ها و پایه‌های اطمینان
• صفحات سوراخ‌دار
• میلگرد و بتن
• کلیت‌ها
• آرماتور‌ها
• قالب وافل سقفی

قالب وافل ساختمانی نوعی قالب موقت برای اجرای سقف وافل (مجوف) است که عموما از جنس پلاستیک یا کامپوزیت در ابعاد و اشکال مختلفی طراحی و ساخته می شود. از ویژگی‌های آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• به دلیل صرفه جویی در بتن و میلگرد مصرفی، انتخاب نوع قالب بسیار حساس بوده. زیرا در نهایت به سهولت اجرا و افزایش کیفیت خروجی کار کمک می‌کند.
• جنس این قالب ها سبک بوده و به سادگی توسط نیروی انسانی قابل حمل است. بنابراین در بالا بردن سرعت اجرایی سازه نقش مهمی ایفا می‌کند.
• نوع پلاستیک قالب‌ وافل به گونه‌ای است  که برای جداسازی آن از بتن نیازی به چرب کردن ندارد. بنابراین قالب‌ها را می‌توان به راحتی جدا ومجددا استفاده کرد.
• تجدیدپذیری و قابلیت بازیافت قالب وافل ساختمانی از محبوب‌ترین ویژگی‌های آن است. این ویژگی موجب کاهش آلودگی زیست محیطی و مقرون به صرفه بودن هزینه نهایی می‌شود.
• با تغییر نحوه مونتاژ نیز می‌توان سقف را به صورت دال یک طرفه یا دو طرفه اجرا نمود.

انواع سقف وافل

انواع سقف وافل بر اساس شکل دال‌ها (ورق‌های PVC) به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شود:

• دال مثلثی که درآن غلاف به شکل مثلث است.
• دال مربعی که درآن غلاف به شکل مربع است.

انواع سقف وافل براساس کاربرد نیز به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شود:

• سقف وافل یک ‌طرفه (مخصوص دهانه‌های کوچک‌تر)
• سقف وافل دو طرفه (برای دهانه‌های بزرگ‌تر)

سقف وافل یک طرفه

این نوع از سقف بیشتر در دهانه‌های کوتاه (تا 8 متر) کاربرد دارند. قالب‌های مورد استفاده مستطیلی شکل هستند که به صورت دال یک طرفه عمل می‌کنند. از آنجایی که در این روش میلگردها فقط در یک جهت تعبیه می شوند میزان مصرف میلگرد در مقایسه با سقف دو طرفه کاهش می یابد و صرفه ی اقتصادی بیشتری دارد. در این سقف، تیرچه‌های سقف، بار را به تیرهای دو انتهای خود منتقل می‌کنند. بنابراین در این سقف‌ها لزوما می‌بایست از تیرهای میانی استفاده شود.

سقف وافل دو طرفه

این نوع از سقف بیشتر در ساختمان های دارای دهانه ی بلند (تا 12 متر) کاربرد دارد. قالب‌های مورد استفاده مربعی شکل هستند و به صورت دال دوطرفه عمل می‌کنند. در سقف وافل دو طرفه، میلگردها در دو جهت متعامد بسته می شوند. هرچند این نوع سقف میزان مصرف میلگرد و قیمت تمام شده‌ی بیشتری در مقایسه با سقف وافل یک طرفه دارد، اما در نهایت مقاومت، استحکام و ایمنی بیشتری دارد. در این سقف امکان حذف تیرهای میانی به علت باربری دوطرفه را داریم. این مزیت موجب دستیابی به سقفی تخت و افزایش ارتفاع مفید در معماری می‌شود.

ملزومات طراحی سقف وافل چیست؟

امروزه طراحی سقف وافل مانند دیگر مسائل طراحی به کمک نرم افزارها و براساس آیین نامه‌ها انجام می شود. معمولا برای طراحی این سازه از نرم افزار Safe و Etabs استفاده می‌شود.

پارامترهای طراحی سقف وافل چیست؟

پارامترهای مورد نظر در طراحی این سازه شامل ضخامت دال، فاصله دو محور تیرچه، عرض و عمق تیرچه و ضریب سختی دال می‌باشد. البته در سقف وافل تیرچه به شکل پیش ساخته وجود ندارد و عرض تیرچه با فاصله بین دو لبه قالب وافل مشخص می‌شود که عموما بین 10 تا 12 سانتی‌متر است. درشرایط خاص بیشترین دهانه سقف وافل تا 16-17 متر نیز قابل اجرا است.

انواع روش های ساخت وافل:

• درجا یا در محل: در اجرای دال وافل به صورت درجا یا در محل اجرای پروژه، پس از آرماتوربندی، برای بتن‌ریزی نیاز به قالب‌بندی داریم و ابزار خاصی نیز برای بستن قالب‌ها استفاده می‌شود.
• پیش‌ساخته نوع precast: در اجرای دال‌های وافل پیش‌ساخته precast، صفحات دال در مکان دیگری مثل یک کارخانه ساخته شده و به محل پروژه منتقل می‌شوند.
• پیش‌ساخته نوع prefabricated: در اجرای دال وافل پیش ساخته prefabricated، گران‌ترین شیوه در مقایسه با دو مورد دیگر است. در اینجا مانند روش دوم عمل می‌شود. با این تفاوت که دال را به طور یکجا در کارخانه نمی‌سازند و عناصر مختلف در محل با هم یکپارچه می‌شوند.

مراحل اجرای سقف وافل

درحالت‌ کلی اجرای این نوع سازه شامل چند مرحله است.
1. زیر سازی:
در این مرحله با نصب جک به‌ کمک لوله یا قوطی، اسکلت بنا ساخته و شرایط برای نصب قالب وافل آماده می‌شود. مهندسان و پیمانکاران به این مرحله، نبشی کشی نیز می‌‌گویند.
2. چیدن قالب‌ های وافل:
با توجه به نقشه سازه، قالب‌ روی قوطی‌ قرار گرفته و پس از چیدن قالب‌، آرماتوربندی انجام می‌شود.
3. بتن‌ ریزی:
با توجه به قوانین اجرایی سازه و پس از کنترل نهایی، بتن‌ ریزی روی سقف صورت می‌گیرد.
4. قالب‌ برداری از سقف:
پس از سپری‌ شدن زمان مورد نظر و سفت‌ شدن بتن، قالب‌‌ها از سازه برداشته می‌ شوند. در این مرحله باید دقت شود قالب‌ها آسیب نبیند.

نکات ضروری هنگام قالب برداری سقف وافل:

• برای بیرون کشیدن وافل  گاهی‌ اوقات  لازم است قالب وافل با نظارت مهندس اجرایی چرب شود. (معمولا روغن‌ های گیاهی استفاده می‌شود)
• در حین چرب کردن مواظب باشید میلگردهای موجود در سقف چرب نشوند. این مساله ممکن است چسبندگی میلگردها به بتن را از بین ببرد.
• زمانی باید کار جدا کردن قالب های سقف وافل را انجام دهید که بتن به مقاومت کافی رسیده باشد. بتن ریزی در این سقف آسان­ تر از سایر روش‌­هاست و عمل ویبره زدن بهتر انجام می‌­شود.
• مدت زمانی که باید صرف بیرون کشیدن قالب های سقف وافل کنیم بر حسب دما تعیین می‌­شود. برای محاسبه دقیق این زمان به مبحث نهم مقررات ملی ساختمان مراجعه کنید.
• قالب وافل از چهار طرف باید به بیرون کشیده شود. به هیچ وجه با اجسام نوک تیز در کارگاه این کار را انجام ندهید.

5. نازک‌ کاری:
این قسمت، آخرین مرحله است و در برخی از سازه‌ ها در این مرحله از سقف کاذب استفاده می‌‌کنند. البته برخی مهندسان از همان سازه اولیه به‌ عنوان نمای پایانی بهره می‌گیرند و با نورپردازی‌ های متنوع، جلوه‌ زیبایی به آن می‌دهند.

تفاوت اجرای سقف وافل و سقف تیرچه در چیست؟

طول دهانه:

در سقف تیرچه طول دهانه‌ها به ۷ متر می‌رسد. درحالی‌که انواع سقف وافل قابلیت ایجاد دهانه‌های بزرگ‌تر را دارند.

امنیت:

سقف‌های تیرچه بلوک در مقابل عوامل محیطی مانند زلزله و آتش‌سوزی متحمل آسیب‌ها و خسارات فراوانی می‌شوند. سقف وافل به دلیل تحمل حرارت‌های بالا در آتش‌سوزی مقاوم‌تر است و از این جهت جایگزین مناسبی برای سقف تیرچه بلوک به شمار می‌رود. هم چنین تیرچه بلوک برخلاف  وافل در صورت وقوع اشتعال گازهای سمی را در هوا منتشر می‌کند.

تعداد تیرهای میانی:

در سقف تیرچه بلوک امکان حذف تیرهای میانی وجود ندارد. زیرا این تیرهابه‌عنوان تکیه‌گاه عمل کرده و بار را در کل سقف منتقل یا مهار می‌کنند. اما در سقف وافل به دلیل طراحی خاص، می‌توان تیرهای میانی را حذف کرد و آن را به‌عنوان دال تخت مورد استفاده قرار داد.

سقف وافل تخت چیست؟

در واقع سقف وافل تخت یک روش اجرایی در سقف وافل است که مقابل آن روش اجرای مدولار وجود دارد. از مزایای روش تخت می توان تسریع زمان اجرا، ایمنی، چیدمان بهتر قالب ها و کیفیت بهتر بتن ریزی اشاره کرد.

سقف وافل لانه زنبوری چیست؟

سقف وافل لانه زنبوری همان سقف وافل است که از مزیت‌های بیشتری برخوردار است. که از مهم‌ترینشان می‌توان به صرفه ی اقتصادی، ایمنی و استحکام بیشتر، تسریع سرعت اجرا اشاره کرد.

چند نمونه از بناهای مهم با سقف وافل

تئاتر ملی بریتانیا یکی با شکوه ترین مکان های هنری است که از این روش برای اجرای بخشی از سقف آن استفاده شده است. این بنا در شهر لندن ساخته شده و بیش از 2000 نفر ظرفیت دارد.
متروی واشنگتن نیز از آثار بی نظیر مهندسی است که در بخشی از آن سرتاسر سقف تونل به شکل وافل اجرا شده است. سازه آن علاوه بر صلبیت و یکپارچگی، منظره باشکوهی را ایجاد کرده‌است.
در ایران نیز یکی از نمونه های مشهور اجرا شده وافل ساختمانی کتابخانه ملی ایران می باشد که سازندگان آن به دلیل مقاومت بالای سقف وافل در برابر لرزش و خمش و استحکام بالا و هم‌چنین زیبایی خاصی که دارد انتخاب کرده‌اند.

سخن پایانی

سقف‌های وافل مانند سایر سیستم‌های سازه‌ای، دارای آیین نامه‌ و ضوابط خاص می‌باشد که طراحان و مهندسان مجری، طبق این دستورات، اقدام به اجرای وافل سقفی و ساختمانی می‌کنند. هزینه نهایی سقف وافل نیز به عوامل گوناگونی چون وزن و کیفیت مواد اولیه، تعداد سقف، طراحی سقف، تجهیزات زیر سازی وافل، میلگرد گذاری و آرماتوربندی آن بستگی دارد. شما می‌توانید برای خرید یا اطلاع از قیمت قالب وافل یک طرفه و یا قیمت قالب وافل دو طرفه به سیوان لند مراجعه کنید.