سقف وافل چیست؟ روش اجرا+مقایسه با تیرچه بلوک

در ساخت ‌و ساز مدرن برای هر نوع سازه، سیستم خاصی به منظور اجرای سقف وجود دارد که سیستم وافل هم یکی از همین موارد است. سقف وافل زمانی به ‌کار می‌آید که دهانه سازه وسیع بوده و به‌ کارگیری روش سنتی در سقف، تنها باعث افزایش مصالح مورد استفاده و در نتیجه وزن کلی سازه شود. سقف وافل نوعی دال بتنی و از نوع مشبک محسوب می‌شود و با قالب‌های مکعبی یا مستطیلی تکرارشونده اجرا می‌گردد. در این مقاله بررسی می‌کنیم که وافل چیست و نسبت به سایر سیستم‌های سقف چه تفاوت‌هایی دارد.

سقف وافل چیست؟

وافل یک سیستم مشبک سقف‌سازی است که اغلب به صورت دال بتنی دو طرفه و به وسیله بتن مسلح ساخته می‌شود. در این سیستم از قالب‌هایی مربعی استفاده می‌شود که عموما فلزی یا پلاستیکی هستند و دلیل نام‌گذاری این سیستم، همین شباهت ظاهریش به نان وافل است. سقف وافل نوع یک‌طرفه هم دارد که در دهانه کمتر از 9 متر می‌‌تواند استفاده شود. اغلب در سازه‌های عمومی شهری مانند پارکینگ‌ها، به‌ کارگیری وافل به یک گزینه رایج در فرآیند ساخت‌ سقف تبدیل شده است.

مزایا سقف وافل

سقف وافل ترکیبی است از وزن کم‌ و سختی بالا که در عصر مدرن مزیت مهمی محسوب می‌شود زیرا وجود این دو، چندین مزیت دیگر را نیز در ساخت ‌و ساز به همراه می‌آورد و به بهینه‌سازی فرآیند سازه کمک می‌کند.

• نوع آرماتوربندی وافل در دهانه‌های بزرگ 8 تا 12 متری به افزایش ظرفیت باربری سازه کمک می‌کند. این سیستم گاهی تا دهانه‌های 16 متری هم توان پاسخگویی دارد.
• وافل از صفحات سبک تشکیل شده و استفاده از آن می‌تواند تا 30 درصد در مصرف بتن و 20 درصد در میلگرد صرفه جویی کند. این مورد بخشی از همان بهینه‌سازی است که ذکر کردیم زیرا چنین مزایایی در نهایت به کاهش هزینه‌های ساخت هم منجر می‌گردند.
• قالب‌های این سیستم قابلیت استفاده دوباره در کارهای مختلف را نیز دارند که باعث کاهش نخاله و دورریز می‌شود.
• این سیستم با کمتر کردن تعداد ستون‌ها و حذف آویزهای میانی، امکان طراحی بازتر پلان را ممکن می‌سازد.
• سیستم سقف وافل نیاز به مصالح پرکننده و ماندگار مانند یونولیت را از بین می‌برد.
• مقاومت خمشی و برشی دال وافل به طور موثری بالاست.
• سقف وافل عملکرد پایداری در برابر حوادث طبیعی یا آتش‌سوزی دارد.
• وافل به دلیل دو طرفه بودن، بر ارتعاشات کنترل بالاتری دارد که در ساختمان‌های حساس مثل بیمارستان‌ها کمک زیادی به امنیت می‌کند.
• این روش قابلیت اجرا روی انواع اسکلت بتنی و فلزی را دارد.
• وافل ساختمانی از دیگر دال‌ها از ظرفیت باربری بیشتر برخوردار است.

مقایسه سقف وافل با تیرچه بلوک

سقف وافل بهتر است یا تیرچه؟ در مقایسه وافل با تیرچه بلوک، تفاوت اصلی را می‌توان نخست در طول دهانه قابل اجرا، نحوه انتقال بار، وزن مرده و سپس در هزینه‌های اجرایی مشاهده کرد. وافل برای دهانه‌های بزرگ و سازه‌های مدرن‌تر مناسب بوده، در حالی‌ که تیرچه بلوک در پروژه‌های معمولی و با بودجه محدود رایج‌تر است. کاهش تعداد ستون‌ها در سیستم وافل، برخلاف تیرچه بلوک، باعث حذف بخش زیادی از مخارج المان‌های زیرساختی می‌شود. مثلا وقتی قیمت صفحه ستون جوشی و سایر قطعات مربوطه را در نظر گرفته و آن را  از هزینه‌های نهایی کم کنید، متوجه تاثیر این مورد خواهید شد.

سقف وافل	سقف تیرچه‌بلوک	فاکتور مقایسه
دو طرفه یا یک‌طرفه، انتقال بار به چهار طرف در مدل دوطرفه	یک‌طرفه، انتقال بار فقط در راستای تیرچه‌ها	نوع عملکرد سازه‌ای
وافل دوطرفه تا 16 متر و وافل یک‌طرفه تا 9 متر	معمولا 6–7 متر، در دهانه بیشتر نیاز به تیرچه دوبل یا تیر میانی	دهانه قابل اجرا
قالب اولیه این سیستم گران است اما ده‌ها بار قابلیت استفاده دارد	مناسب پروژه‌های کوچک	هزینه تمام‌شده
حدود 200 کیلوگرم بر مترمربع	در تیرچه تک 350 و در تیرچه دوبل 600 کیلوگرم	بار مرده سقف
حفره‌های قالب وافل در جذب صدا و حرارت عملکرد خوبی دارند	فاقد عایق‌بندی مناسب	عایق صوتی و حرارتی
نمای اکسپوز و قابل استفاده بدون سقف کاذب	معمولا نیازمند سقف کاذب	ظاهر و زیبایی
بسیار مناسب	محدودتر و نیازمند سقف کاذب	امکان عبور تاسیسات
بالا	پایین	سرعت اجرا
پارکینگ‌، سالن‌ها، لابی، مراکز تجاری، سازه‌های با دهانه بلند	پروژه‌های کوچک مسکونی، سازه‌های با دهانه کوتاه	کاربردها

مقایسه وافل با سایر روش های سقف‌سازی

مقایسه سقف وافل با سیستم‌های دیگری از جمله عرشه فولادی، کوبیاکس و یوبوت یکی از مراحل مهمی است که قبل از پیاده‌سازی یکی از آن‌ها، بر اساس اصول استاندارد و با دقت انجام می‌شود. در این مرحله باید جزئیات فنی، هزینه‌ها، قابلیت‌ها، وزن و تناسب آن‌ها با هر پروژه مورد ارزیابی قرار گیرند. در ادامه تفاوت‌های سقف وافل اصفهان با سایر سیستم‌های رایج سقف‌سازی را شرح می‌دهیم.

اینتل دک

برای ساخت قالب در سیستم اینتل دک از پروفیل فولادی استفاده می‌شود. پس از نصب برش‌گیر روی این پروفیل‌ها، بتن روی آن ریخته می‌شود. قالب‌ها به صورت دائمی در سازه باقی می‌مانند که این مسئله نیاز به زیرسازی را کاهش می‌دهد. از سویی زیرسازی سقف وافل پیچیده‌تر است و اجرای صحیح قالب‌ها و جک‌ها برای جلوگیری از تغییر شکل در زمان بتن‌ریزی، امری ضروری و زمان‌بر محسوب می‌شود. از نظر ظاهری نیز سقف اینتل‌دک یک سطح فلزی و تخت دارد و اگر قصد ایجاد نمای اکسپوز باشد، برخلاف وافل که ذاتا جلوه جذابی دارد، باید با رنگ‌آمیزی یا پوشش‌های مخصوص زیباتر شود.

یوبوت

یکی از تفاوت‌های اصلی یوبوت و وافل از مرحله طراحی و اجرا آغاز می‌شود. یوبوت از قالب‌های پلاستیکی توخالی تشکیل شده که بین شبکه میلگردها قرار می‌گیرند. بر خلاف وافل، این قالب‌ها ماندگار بوده و از سازه خارج نمی‌شوند. این ویژگی مصرف بتن را کاهش می‌دهد و سبب سبک‌تر شدن سقف می‌شود اما به دلیل قیمت بالای قالب‌ها، هزینه نهایی پروژه همچنان بالا خواهد بود. با وجود اینکه یوبوت وزن کمی دارد، استفاده از آن برای دهانه‌های بزرگ بلامانع نیست.

کوبیاس

در این روش از قالب‌های گوی‌مانند استفاده می‌شود که از نوع ماندگار هستند. یکی از چالش‌های اصلی این سیستم «کرمو شدن» سقف است که برای جلوگیری از آن، بتن باید کاملا به زیر گوی‌ها نفوذ کند. تماس بتن با قالب‌ها هم نیاز به استفاده از روغن جداساز دارد که وقتی این ماده روی میلگردها پخش شود، پیوند بتن و فولاد را دچار اختلال می‌کند. همچنین وزن بالاتر سقف کوبیاکس باعث شده عملکرد آن در برابر زلزله به ‌خوبی سیستم وافل نباشد.

عرشه فولادی

این روش سقف‌سازی از نظر سرعت اجرا از وافل جلو می‌زند زیرا وزن کمی داشته و به قالب‌بندی خاصی هم نیاز ندارد. با این که قیمت عرشه فولادی سقف به بازار آهن‌آلات وابسته است و دچار نوسانات شدیدی می‌شود، اغلب اوقات اما اجرای آن در دهانه‌های کوچک هزینه کمتری نسبت به وافل خواهد داشت. برای پوشاندن تاسیسات و موج‌های ورق، معمولا پایان فرآیند اجرای عرشه فولادی با نصب سقف کاذب همراه است؛ موضوعی که در سقف وافل کمتر رخ می‌دهد.

نحوه اجرای سقف وافل

اجرای سقف وافل مثل دیگر دال‌های بتنی شامل چند مرحله اصلی زیرسازی، قالب‌بندی، آرماتوربندی، بتن‌ریزی و قالب‌برداری می‌شود که در ادامه آن‌ها را به ‌صورت خلاصه و کاربردی می‌توان دید.

• آماده‌سازی و زیرسازی: مهم‌ترین مرحله در ابتدای کار، اجرای اسکافولد یا شمع‌بندی زیر سقف است که بر اساس محل قرارگیری قالب‌ها انجام می‌شود. پروفیل‌ها هم باید به ‌صورت دو شبکه عمود بر هم اجرا گردند تا یک بستر صاف و تراز برای قرارگیری قالب‌ها ایجاد گردد.
• قالب‌بندی: قالب‌ها در این مرحله بر اساس فواصل از پیش تعیین شده در جای مناسب قرار گرفته و با  سیم و قفل‌های مخصوص آهنی یا پلاستیکی به یکدیگر وصل می‌شوند. رعایت فاصله قالب‌ها، نواحی توپر، بازشوها و حاشیه‌ها  از نکات مهم این مرحله است.
• آرماتوربندی: پس از پایان قالب‌گذاری، نوبت آرماتوربندی است. اعمال پیش‌خیز منفی در این مرحله خیلی مهم است که برای جلوگیری از خیز زیاد در دهانه‌های بزرگ انجام می‌شود و مقدار آن به طول دهانه بستگی دارد.
• بتن‌‎ریزی و عمل آوری: در نهایت بتن با استفاده از پمپ و به صورت یکپارچه روی سقف ریخته شده و بلافاصله با دستگاه ویبراتور متراکم می‌شود تا هیچ فضای خالی باقی نماند. پس از آن، عملیات دکفراژ یا برداشت زیرسازی طبق زمان‌بندی استاندارد انجام می‌شود. مدت زمان لازم برای عمل‌آوری بتن حدودا بین 7 تا 14 روز بوده و به شرایط آب‌وهوایی و نوع بتن وابسته است.

معایب سقف وافل

تا کنون مزایای متعدد سقف وافل را شرح دادیم اما پیش از تصمیم به اجرای سقف وافل، مانند هر سیستم دیگری که در ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، باید محدودیت‌های آن را در نظر گرفت.

• اجرای این سیستم پیچیدگی زیادی دارد و فقط توسط افراد متخصص باید صورت گیرد.
• به‌کارگیری چندباره قالب‌ها باعث استهلاک آن‌ها شده و گاهی باعث نفوذ شیره بتن به بیرون می‌شود.
• قبل استفاده از این سیستم در سطوح شیب‌دار ابتدا باید عملیات خاک‌برداری یا خاک‌ریزی انجام شود تا سطحی صاف ایجاد گردد.
• نصب وافل با ابزارهای تخصصی قابل انجام است که این مورد هزینه‌‌ها را افزایش می‌دهد.
• سقف وافل اسکلت فلزی به دلیل ضخامت کم، در راستای ایجاد عایق‌های صوتی و برودتی در سازه تاثیر چشمگیری نمی‌تواند داشته باشد.

جمع‌بندی

سقف وافل سال‌ها است که به ‌طور گسترده در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این یعنی به عنوان یک سیستم با مزیت‌های فراوان و استاندارد پذیرفته شده است. در سازه‌هایی که نیاز به دهانه بزرگ باشد، از 8 متر تا 12 متر، از این سیستم استفاده می‌شود زیرا بر کم شدن مخارج و افزایش مقاومت موثر است. شاید جالب باشد بدانید با اینکه سیستم مدرن وافل حدودا از قرن 19 به ‌طور گسترده استفاده شده، اما در بناهای تاریخی مانند تخت جمشید هم آثار مشابه آن دیده می‌شود که نشان‌گر قدرت معماری کهن ایرانی است.