ما هي المواد الشائعة الاستخدام في تكسية الجدران؟
تتوقف معظم المقارنات بين المواد عند المظهر والسعر لكل متر مربع. ولهذا السبب، تخيب العديد من الواجهات الآمال بعد عشر سنوات.
أربعة أسئلة هي التي تحدد النتيجة: ما وزنها، وكيف تتصرف في حالة نشوب حريق، وماذا يحدث عند الحافة المقطوعة في الهواء الغني بالكلوريد، وكم مرة سيحتاج شخص ما إلى الوصول إلى السقالات قبل أن يبلغ عمر المبنى ثلاثين عامًا. أما ما عدا ذلك فهو مسألة تفضيل شخصي.
فيما يلي المواد التي تظهر في مواصفات التكسية التجارية، مع البيانات التي تفصل بينها.PRANCE نحن نصنع أنظمة الأسقف والواجهات المصنوعة من الألومنيوم، لذا فإن موقفنا يميل إلى تفضيل المعدن. لقد أوضحنا الأرقام لتتمكن من مقارنتها بالمعايير المرجعية بدلاً من اتخاذ الموقف بناءً على الثقة، و مجموعة ألواح التكسية المصنوعة من الألومنيوم يشمل ذلك المنتجات الصلبة والمركبة والمثقبة والمشكلة.
الألومنيوم
تبلغ كثافة لوح صلب بسمك 2.5 مم حوالي 2.7 غ/سم³، مما يجعل كثافته حوالي 6.8 كغ/م². قارن ذلك بكثافة لوح جرانيت بسمك 30 مم تبلغ حوالي 81 كغ/م². النسبة تقارب 12 إلى 1، وتؤثر هذه النسبة على أبعاد الإطار الفرعي، واختيار نقاط التثبيت، والكتلة المقاومة للزلازل وفقًا لمعيار ASCE 7، حتى تظهر في وزن الفولاذ المستخدم.
تتطلب الأعمال المعمارية عادةً استخدام النوعين 3003-H24 أو 5052-H32. يحتوي النوع 3003 على المنغنيز وهو مناسب للاستخدامات التجارية العامة. أما النوع 5052 فيحتوي على المغنيسيوم وهو أكثر مقاومة للظروف البحرية والظروف ذات التركيز العالي من الكلوريد، ولذلك يُنصح باستخدامه في المواصفات الساحلية حتى مع ارتفاع تكلفته.
الألومنيوم الصلب غير قابل للاحتراق، وعادة ما يحقق الفئة A وفقًا لمعيار ASTM E84 و A1 أو A2-s1,d0 وفقًا لمعيار EN 13501-1. ويتشكل في أشكال هندسية منحنية وقطع زائدة، ويخضع للثقب للتحكم الصوتي والشمسي، ويمكن إعادة تدويره إلى أجل غير مسمى، حيث تستهلك عملية إعادة الصهر ما يقرب من 5٪ من طاقة الإنتاج الأولي.
نقطة ضعفه الحقيقية الوحيدة هي الحركة. يتمدد الألومنيوم بمعدل 23.6 × 10⁻⁶ تقريبًا لكل درجة مئوية، لذا فإن لوحًا بطول 4 أمتار يتحرك على سطح مائل بزاوية 60 درجة مئوية مسافة 5.7 ملم تقريبًا. يجب أن يستوعب عرض الوصلات وطريقة التثبيت هذه الحركة. إذا لم تُصمم التفاصيل بدقة، ستظهر تموجات على الواجهة.
مركب الألومنيوم وقرص العسل
تُشكّل طبقتان خارجيتان بسماكة 0.5 مم ملتصقتان بنواة لوحًا بسماكة 4 مم يحافظ على سطح مستوٍ تمامًا. يُفضّل المهندسون المعماريون المواد المركبة لسطحها المستوي فوق كل اعتبار، لأن الألواح الصلبة الكبيرة تُظهر انحرافًا طفيفًا عند حدود صلابتها، بينما لا تُظهر المواد المركبة هذا الانحراف.
لم يعد اختيار اللب قرارًا جماليًا أو متعلقًا بالميزانية. فقد تم تقييد أو حظر استخدام لب البولي إيثيلين في العديد من أنواع المباني بعد أن أثبتت اختبارات التجميع واسعة النطاق سلوكه في حرائق الواجهات. وحيثما ينطبق القسم 1407 من قانون البناء الدولي (IBC) واختبارات التجميع وفقًا للمعيار NFPA 285، فإن اللب المملوء بالمعادن والمقاوم للحريق والذي يحقق تصنيف A2-s1,d0 هو الخيار الأمثل.
يتجنب هيكل قرص العسل الجدل. يتكون من قلب سداسي من الألومنيوم محصور بين طبقتين خارجيتين من الألومنيوم، ولا يحتوي على أي مواد قابلة للاشتعال، ويوفر صلابة عالية جدًا مقارنة بوزنه، ويدعم الألواح كبيرة الحجم التي قد تنحرف بشكل واضح في حالة الألواح الصلبة. نظام ألواح قرص العسل سريع التركيب يتم تحديد ذلك عندما تستبعد أبعاد اللوحة أو تفاوت التسطيح كل شيء آخر.
الفولاذ والفولاذ المطلي مسبقًا
الفولاذ غير قابل للاحتراق، قوي، وأرخص ثمناً للمتر المربع من الألومنيوم. في المستودعات والمباني الصناعية والمشاريع التجارية ذات الميزانية المحدودة في المناطق الداخلية الجافة، يؤدي الفولاذ أداءً ممتازاً لسنوات، وتجاهله تماماً سيكون غير منصف.
آلية التلف كهروكيميائية وتبدأ من الحواف. يتآكل الفولاذ عند أي نقطة تمزق في الطلاء، وكل قطع يُجرى في الموقع يُعدّ تمزقًا. في البيئات المصنفة C4 أو C5-M وفقًا لمعيار ISO 12944، يظهر الصدأ الأحمر عادةً على طول خطوط القطع في غضون بضع سنوات بغض النظر عن معالجة الحواف. أما الألومنيوم، فيُشكّل طبقة أكسيد ذاتية التحديد، لذا يبقى الخدش خدشًا بدلًا من أن يصبح جبهة تآكل متنامية.
يحل الفولاذ المقاوم للصدأ مشكلة التآكل وعادة ما يكلف أكثر من الألومنيوم للحصول على أداء معماري مماثل، ولهذا السبب يظهر في الزخارف والتثبيتات في كثير من الأحيان أكثر من ظهوره في ألواح الواجهات.
حجر طبيعي
يُضفي الجرانيت والحجر الجيري والحجر الرملي والرخام عمقًا للسطح تُقاربه الطلاءات دون أن تُضاهيه تمامًا. في المباني المدنية والبنوك والمتاحف، تحمل المادة نفسها جزءًا من الرسالة، وهناك مشاريع لا يُناسبها أي شيء آخر.
يُؤثر الوزن بشكل كبير على جميع مراحل عملية اتخاذ القرار. يبلغ وزن لوح الجرانيت بسماكة 30 مم حوالي 81 كجم/م²، بينما يبلغ وزن لوح الحجر الجيري بنفس السماكة حوالي 78 كجم/م². يحتاج كل لوح إلى وصلة هندسية، عادةً ما تكون وصلات من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات شق أو قطع سفلي أو مثبتات وتدية، بدلاً من المشابك المتكررة. ومع إضافة الأحمال الزلزالية، يزداد حجم الوصلات المطلوبة، ولهذا السبب تخضع المشاريع الخاضعة لسلطة مكتب التخطيط والتطوير العمراني في كاليفورنيا لتدقيق خاص في التثبيت عند استخدام مواد التكسية الثقيلة.
الحجر هشٌّ وغير قابل للتشكيل عملياً. وتتطلب الأشكال المنحنية قطعه من كتل كبيرة، مما يُسبب هدراً وتكاليف باهظة. وغالباً ما يتعذر إزالة لوح واحد متضرر من الصدمات دون التأثير على الألواح المجاورة.
عندما يكون المظهر هو الهدف وليس المادة، تشطيبات سطحية ذات حبيبات حجرية توفر الأجهزة المصنوعة من الألومنيوم قراءة نغمية بأقل من عُشر الوزن.
الأخشاب
للخشب مزايا حقيقية تغيب عن النقاشات الدائرة حوله. فهو يتميز بانخفاض انبعاثات الكربون عند استخراجه بطريقة مسؤولة، وبنمط تآكل طبيعي يفضّله العديد من المهندسين المعماريين، وبوزنه الخفيف الذي يتراوح بين 7 و9 كجم/م² للخشب اللين بسماكة 20 مم. في المباني منخفضة الارتفاع في المناطق ذات المناخ المعتدل والمرتفعات المحمية، يُعدّ الخشب الخيار الأمثل.
ثمّة مسألة جدول الصيانة، وهي النقطة التي تتعثر فيها المشاريع التجارية. عادةً ما يحتاج الخشب اللين غير المعالج إلى إعادة تزييته أو طلائه كل سنتين إلى خمس سنوات، وتكون الواجهات الجنوبية والغربية هي الأكثر عرضةً للتلف. على مدى ثلاثين عامًا، يعني ذلك ما بين ست إلى خمس عشرة دورة إعادة تشطيب، وفي المباني التجارية، تتطلب كل دورة معدات وصول. سعر المناقصة منخفض، وتكلفة دورة الحياة مرتفعة.
يُضيّق تصنيف مقاومة الحريق نطاق الخيارات المتاحة. فالأخشاب غير المعالجة تُصنّف عمومًا ضمن الفئة C أو D وفقًا للمعيار EN 13501-1، ولن تصل إلى الفئة A وفقًا للمعيار ASTM E84 إلا بعد معالجتها بمادة مُشبعة، كما أن العديد من السلطات القضائية تُقيّد استخدام الكسوة القابلة للاحتراق فوق ارتفاعات مُحددة. وتُؤدي حركة الرطوبة إلى زيادة التقعّر والتشقق وارتخاء المثبتات في المناخات الرطبة.
أسمنت الألياف
الأسمنت، وألياف السليلوز، والمواد المضافة المعدنية تُضغط على شكل ألواح أو صفائح مسطحة. غير قابل للاحتراق، وعادةً ما يكون من النوع A2-s1,d0، وأرخص بكثير من المعدن أو الحجر، ولهذا السبب تستخدمه المدارس والإسكان الاجتماعي والمشاريع التجارية ذات الميزانية المحدودة بكميات كبيرة.
يبلغ وزن اللوح بسمك 8 مم حوالي 14 إلى 16 كجم/م²، أي ضعف وزن لوح الألمنيوم المماثل تقريبًا. حوافه هشة، لذا يتطلب التعامل معه عناية فائقة، كما أن عملية القطع تُطلق غبار السيليكا البلوري الذي يستلزم استخدام معدات حماية الجهاز التنفسي ونظام شفط الغبار المدمج في الأداة.
تبقى الأشكال الهندسية مستوية، لكن عمر الطلاء النهائي أقصر. عادةً ما يحتاج الأسمنت الليفي المطلي في المصنع إلى إعادة طلاء كل 10 إلى 15 عامًا، بينما يحتاج نظام PVDF المُصمم بشكل صحيح على الألومنيوم إلى إعادة طلاء كل 20 إلى 25 عامًا. كما يجب مراقبة تناسق اللون بين الدفعات على الأسطح المرتفعة.
الطين المحروق
عادت قطع وألواح الطين المحروق إلى المواصفات التجارية، والسبب هو اللون. فهو لونٌ متأصل في الطين المحروق وليس لوناً مضافاً، لذا فهو لا يبهت ولا يحتاج إلى معالجة. كما أن هذه المادة غير قابلة للاحتراق.
يبلغ وزن الألواح حوالي 35 إلى 45 كجم/م² حسب شكلها، وهو وزن أعلى بكثير من وزن المعدن ولكنه أقل بكثير من وزن الحجر. الألواح هشة وعرضة للصدمات المباشرة، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام على مستوى الأرض دون حماية. كما أن قيود البثق والحرق تحد من حجم الألواح، لذا فإن الواجهات العالية تحتوي على العديد من الوصلات.
تُعدّ واجهات المباني متوسطة الارتفاع، حيث يُهيمن لون الطين على التصميم، المكان الأمثل لاستخدام الطين المحروق. أما عندما يُراد الحصول على نفس الدفء بوزن أخف وحجم أكبر، فإن الألمنيوم المطلي يُغطي نطاق الألوان.
الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية
تُشكّل الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية (GRC) مادة إسمنتية مع ألياف زجاجية مقاومة للقلويات في أشكال ثلاثية الأبعاد، مما ينتج عنه كورنيشات وتفاصيل ومنحوتات لا يمكن للحجر الطبيعي أن يضاهيها إلا بتكلفة باهظة. وهي غير قابلة للاحتراق.
يؤثر عمق المقطع على الوزن، ويتراوح عادةً بين 30 و50 كجم/م² لألواح التكسية. فهي أخف من الحجر، وأثقل من الألومنيوم بعدة مرات. كما أن تطوير القوالب يزيد من التكلفة ووقت التنفيذ، مما يؤثر سلبًا على المشاريع التي تتضمن العديد من الأشكال الهندسية الفريدة للألواح.
تشمل خيارات التشطيب التخريش الحمضي والتلميع والتلوين المتكامل. يعتمد الأداء طويل الأمد بشكل كبير على تصميم الخلطة والتحكم في عملية المعالجة، وتظهر التشققات السطحية في المنتجات التي لم تتم معالجتها بشكل جيد. يتميز الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية (GRC) بقوتها في الأعمال الزخرفية وأعمال مطابقة التراث، بينما تكون ضعيفة في أعمال الواجهات التجارية المتكررة.
مقارنة بين مواد تكسية الجدران الشائعة
| مادة | الوزن النموذجي | تصنيف الحرائق | فترة إعادة التشطيب | الهندسة القابلة للتشكيل |
|---|---|---|---|---|
| ألومنيوم صلب، 2.5 مم | من 6 إلى 8 كجم/م² | A1 أو A2-s1,d0 | من 20 إلى 25 سنة | عالي |
| قرص العسل المصنوع من الألومنيوم | من 5 إلى 9 كجم/م² | A1 أو A2-s1,d0 | من 20 إلى 25 سنة | عالي |
| فولاذ مطلي مسبقًا، 0.7 مم | من 6 إلى 7 كجم/م² | A1 | من 10 إلى 15 سنة | معتدل |
| أسمنت ليفي، 8 مم | من 14 إلى 16 كجم/م² | A2-s1,d0 | من 10 إلى 15 سنة | قليل |
| الطين المحروق | من 35 إلى 45 كجم/م² | A1 | التنظيف فقط | قليل |
| الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية | من 30 إلى 50 كجم/م² | A1 | من 15 إلى 20 سنة | متوسط إلى مرتفع |
| خشب، خشب لين بسمك 20 مم | من 7 إلى 9 كجم/م² | الفئة ج أو د غير المعالجة | من سنتين إلى خمس سنوات | قليل |
| حجر طبيعي، 30 مم | 78 إلى 81 كجم/م² | A1 | التنظيف فقط | منخفض جداً |
القيم المذكورة هي نطاقات تجارية نموذجية وتختلف باختلاف المنتج والسماكة والشركة المصنعة. يُرجى التحقق من صحة هذه القيم بالرجوع إلى تقارير اختبار المشروع قبل إصدار المواصفات.
لماذا يحدد الطلاء عمر الخدمة؟
تحدد الطبقة الأساسية خصائص المادة. أما الطلاء فيحدد مدة احتفاظها بمظهرها كما صممه المهندس المعماري. وتفشل المواصفات هنا أكثر من أي مكان آخر، لأن بنداً واحداً يشير إلى طلاء مسحوقي يشمل منتجات ذات أداء مختلف جذرياً.
يُعدّ معيار AAMA 2605 المعيارَ الأمثلَ لأنظمة الفلوروكربون PVDF الخارجية. فهو يُطبّق على مدى عشر سنوات من التعرض لظروف جنوب فلوريدا مع حدود مُحدّدة للتشقق وتغيّر اللون، وبمواصفات معمارية نموذجية تتضمن طبقتين بسماكة إجمالية للطبقة الجافة تبلغ 25 ميكرومترًا أو أكثر. أما معيار AAMA 2604 المصنوع من البوليستر فيُقدّم أداءً متوسطًا للأماكن المحمية أو المشاريع ذات العمر الافتراضي القصير. بينما يُستخدم معيار AAMA 2603 بشكل عام في الأماكن الداخلية.
ألواح تغليف من الألومنيوم المطلي بالمسحوق تتيح هذه التقنية نطاقًا أوسع وأكثر اقتصادية من الألوان للتطبيقات الداخلية والخارجية المغطاة. أما عملية الأنودة، فتعتمد على أسلوب مختلف، حيث تُنمّي طبقة أكسيد متكاملة بدلًا من تطبيق طبقة رقيقة، مما يُعطي مقاومة فائقة للتآكل وسطحًا معدنيًا حقيقيًا، ولكن على حساب نطاق ألوان أضيق ومتطلبات مطابقة ألوان أكثر دقة.
الاختيار حسب فئة التعرض
حدد فئة التآكل قبل تحديد المادة، وليس بعد ذلك. يصنف معيار ISO 12944 المواد من C1 للاستخدام الداخلي إلى C5-M للاستخدام البحري، ويحدد هذا التصنيف المواد التي ستتحمل ظروف الموقع. أما المشاريع الساحلية التي تقع على بعد كيلومترات قليلة من المياه المالحة، فعادةً ما تندرج ضمن فئتي C4 أو C5-M.
بالنسبة للأعمال التجارية الساحلية المعرضة لرذاذ الملح بكثافة، مثل مراكز التسوق المطلة على البحر والفنادق المطلة على الواجهة البحرية، توصي شركة برانس باستخدام الألمنيوم 3003-H24 أو 5052-H32 مع طبقة نهائية من PVDF بسماكة 25 ميكرومتر أو أكثر، بما يتوافق مع معيار ISO 12944 C4 كحد أدنى. يُفضل استخدام مثبتات من الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 316 بدلاً من 304، لأن التعرض للكلوريدات يُسبب تآكلاً في الدرجة الأدنى.
تختلف متطلبات التركيب في مشاريع الصحراء والخليج. فالتعرض العالي للأشعة فوق البنفسجية يُتلف الطلاءات العضوية، والتقلبات الكبيرة في درجات الحرارة اليومية تُؤثر على الوصلات والتثبيتات، كما أن الرمال المحمولة جواً تُسبب تآكل الأسطح على مستوى منخفض. لذا، يُنصح باستخدام حشيات ومواد مانعة للتسرب مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، والتحقق من عرض الوصلات بناءً على التمدد الحراري المحسوب بدلاً من الاعتماد على تفاصيل قياسية، والنظر في استخدام سماكة أكبر أو تفاصيل واقية على امتداد المترين السفليين.
الأسئلة الشائعة
1. ما هي المادة الأكثر شيوعاً المستخدمة في تكسية الجدران التجارية؟
الألومنيوم، بأشكال صلبة ومركبة وخلوية. يجمع بين الوزن المنخفض الذي يتراوح بين 6 إلى 8 كجم/م² للوحة صلبة بسمك 2.5 مم، وتصنيف غير قابل للاحتراق، وقابلية التشكيل إلى أشكال هندسية منحنية، وعمر طلاء يتراوح بين 20 إلى 25 عامًا مع نظام PVDF محدد بشكل صحيح.
2. ما هي أفضل مادة للتكسية الخارجية من حيث السلامة من الحرائق؟
المواد المصنفة A1 وفقًا للمعيار EN 13501-1، والذي يشمل الألومنيوم الصلب والفولاذ والحجر الطبيعي والطين المحروق. في حال احتواء هيكل الجدار الخارجي على مكونات قابلة للاحتراق، يُشترط عمومًا في الولايات المتحدة إجراء اختبار التجميع الكامل وفقًا للمعيار NFPA 285 على المباني من النوع الأول إلى الرابع.
3. هل الكسوة المصنوعة من الألومنيوم أفضل من الكسوة المصنوعة من الفولاذ؟
نعم، بالنسبة لمعظم التطبيقات المعمارية. يُشكّل الألومنيوم طبقة أكسيد ذاتية التحديد، لذا لا ينتشر التآكل الناتج عن القطع أو الخدوش. أما الفولاذ المطلي، فيتآكل عند كل ثقب، وتظهر عليه عادةً بقع صدأ حمراء في غضون سنوات قليلة في بيئات C4 أو C5-M. ويبقى الفولاذ منافسًا من حيث التكلفة للمباني الصناعية الداخلية الجافة.
4. ما هي أخف مواد تكسية الجدران؟
يبلغ وزن الألمنيوم، بما في ذلك الهياكل المركبة والهياكل ذات البنية الخلوية، حوالي 5 إلى 9 كجم/م². أما الأخشاب اللينة، فهي مماثلة في الوزن (7 إلى 9 كجم/م²)، ولكنها تُفرض قيودًا تتعلق بمقاومة الحريق والصيانة. بينما يقع الحجر الطبيعي في الطرف الآخر من حيث الوزن (78 إلى 81 كجم/م²)، مما يرفع التكلفة الإنشائية الفعلية.
5. كيف أحصل على مظهر الخشب أو الحجر دون استخدامهما؟
حدد أنظمة طلاء بنمط حبيبات الخشب أو الحجر على الألومنيوم. تعمل الطباعة متعددة الطبقات والتسامي على إعادة إنتاج أنماط الحبيبات والمعادن بدقة يمكن قراءتها بشكل صحيح من مسافة المشاهدة العادية، مع الحفاظ على تصنيف مقاومة الحريق من الفئة أ، ووزنها الخفيف، وفترة إعادة التشطيب الطويلة.
الكلمات الختامية
إن اختيار المواد عملية تصفية أكثر منها اختيار. فتصنيف مقاومة الحريق وارتفاع المبنى يُقلّصان الخيارات أولاً. ثم تُقلّل القدرة الإنشائية عند حافة البلاطة من الخيارات الأخرى. ويُحدّد تصنيف مقاومة التآكل نوع السبيكة والطلاء. وما يتبقى بعد هذه العملية هو القائمة المختصرة، ويُختار المظهر منها بدلاً من أن يكون هو العامل الرئيسي.
تُصنّع شركة برانس ألواحًا خارجية من الألومنيوم الصلب، والمركب، وألواحًا على شكل خلية نحل، وألواحًا مثقبة، وألواحًا منحنية، وألواحًا منحوتة، مع تشطيبات من PVDF، وطلاء مسحوقي، وأكسدة، وتشطيبات بنمط الخشب، وتشطيبات بنمط الحجر، مدعومة بخدمات تصنيع المعدات الأصلية (OEM) وتصميمها (ODM) وتخصيص الهياكل الفرعية. أرسل رسومات الارتفاع، وبيانات الرياح، وفئة التعرض. تحدث مع فريقنا التقني بخصوص مواصفات اللوحة وعرض الأسعار.