مواد بناء المنازل

الخرسانة

تعتبر الخرسانة مادة ممتازة للحصول على الكتلة الحرارية فى المنازل المصممة للإستفادة من الطاقة الشمسية الكامنة . ففى المناخ الحار والبارد تساعد الكتلة الحرارية على تنظيم درجة حرارة المنزل وتحتفظ به دافئاً فى الشتاء وبارداً فى الصيف .

عند تعرض أرضية خرسانية موضوعة أمام نوافذ تواجه الجهة الشمالية لغرفة معيشة فإنها تستقبل الشمس مباشرةً فى الشتاء . وهى تمتص الإشعاع الشمسى وتدفئ المنزل فى الليل . وبوجود نظام تظليل مناسب فإن الشمس لن تصل للخرسانة فى الصيف ، وبالتالى ستساعد برودة الخرسانة على بقاء المنزل بارداً .

ومن المميزات الأخرى للخرسانة قدرتها على البقاء لوقت طويل إذا صممت واستخدمت بطريقة جيدة ، حيث يمكن إستخدامها كمانع غير كيميائى للنمل الأبيض ، ويمكن تشكيلها بأشكال معقدة وتصميمات من الممكن التحكم فيها ، كما أنه يمكن إعادة تدويرها بالكامل بالإضافة إلى مقاومتها للحرائق .

أما عن عيوبها فإن الخرسانة عازل ضعيف ، كما أن الخرسانة التقليدية لها آثار بيئية سلبية بسبب كميات الطاقة التى تحتاجها فى عمليات التصنيع .

وعلى الرغم من ذلك فإن بعض المنتجات الخرسانية التى ظهرت فى بعض الأسواق لها القدرة على تقليل كميات الكربون التى تنبعث من الخرسانة .

وتحتوى بعض أنواع الخرسانة على الرماد المتطاير والخبث ( المنتجات الثانوية الناتجة عن حرق الفحم وصهر الحديد ) حيث تحل بمقدار الخمس من محتوى الأسمنت دون أى تأثير سلبى على جودة المنتج .

الحوائط الخرسانية العازلة ICF

وهى نوع جديد من نظم البناء بدأ فى أستراليا من خلال إستخدام بلوكات ذات خلايا حرارية . وتتكون هذه النظم من مجموعة من بلوكات الحوائط وبلوكات الأركان التى تجمع مع بعضها البعض على أساس مصمت مثل فرشة الخرسانة أو أساسات اللبشة لصناعة حائط كامل .

وتصنع البلوكات من البوليستيرين الرغوى وهى مفرغة من الداخل .

وتعمل الروابط البلاستيكية الموجودة داخل البلوكات على دعمها وكذلك ربط الأسياخ المعدنية فى أماكنها .

ويشبه البناء بالحوائط الخرسانية العازلة البناء ببلوكات اللعب العملاقة ، حيث يتم تجميع البلوكات وتركيب الوصلات الصحية والكهربائية المطلوبة ثم تملأ الحائط بالخرسانة .

وتكون النتيجة النهائية حائط قوى جداً جاهز للتكسية أو الطلاء .

ومن أهم مميزات الحوائط الخرسانية العازلة
قصر المدة اللازمة للبناء ، وإتمام كافة أعمال البناء فى وقت واحد . وهى تحقق مستويات عالية من العزل الحرارى والصوتى ، بالإضافة إلى وجود كتلة حرارية داخلها . والحوائط الخرسانية العازلة منتجات غير قابلة الإحتراق لذلك فإنها مناسبة تماماً للمبانى التى تقام فى مناطق معرضة للحرائق مثل الغابات .

وتظهر عيوب هذا النوع من مواد البناء فى نهاية عمرها عند هدمها حيث يكون المكون الرغوى ملوثاً بالدهانات والخرسانة وبالتالى لا يمكن إعادة تدويرها ويتم التخلص منها فى مقالب القمامة .

وتتشابه أسعار الحوائط الخرسانية العازلة مع نظم البناء العادية بل ومن الممكن أن تكون أرخص فى بعض الحالات . وفى حالة عمل تجديدات أو عند الرغبة فى تركيب أبواب أو نوافذ جديدة فى الحوائط فإن ذلك يتطلب معدات خاصة بقطع الخرسانة .

الألواح الخشبية

والألواح الخشبية من أكثر مواد البناء إستخداماً خاصة فى أماكن كثيرة من العالم . وهى قوية ، مرنة ، وجاهزة للإستعمال ، كما أنه يتم الحصول عليها من مصادر متجددة . وهى من المواد التى يسهل العمل بها وتتطلب مهارات أساسية مما يجعلها مثالية لأصحاب المبانى من البنائين .

والخشب ذو متانة عالية بالنسبة لوزنه ويمكن إستخدامه لدعم الأحمال الرأسية العالية ، مثل أعمدة دعم الأسقف الرئيسية . ويمكن للخشب من خلال الأعمال الهندسية السليمة أن يدعم الأحمال العالية فى المسافات الممتدة عرضياً كإستخدامه فى دعامات الأسقف . وتستخدم ألواح الخشب لعمل الهياكل والدعامات وأعمال التكسية الداخلية والخارجية ( الألواح المقاومة لتغيرات الطقس ) .

وهناك أنواع من ألواح الخشب المرنة وأخرى صلبة . ولمعظم أنواع الواح الخشب كتلة حرارية قليلة . والألواح الخشبية المرنة والخفيفة ليس لها كتلة حرارية قابلة للإستخدام إلا أنها من المواد العازلة المقبولة . وعلى الرغم من أن الأخشاب ذات الكثافة العالية لها كتلة حرارية متوسطة إلا أنها تفتر فى وقت قصير . ويجب عزل المنازل المصنوعة من الألواح الخشبية كما يجب زيادة الكتلة الحرارية إذا كانت هناك حاجة لذلك مثل إستخدام الأرضيات الخرسانية . وإذا كانت الأرضيات مصنوعة من الخشب فقط فإنه يجب عزلها من أسفل .

عند شراء الألواح الخشبية يراعى الإهتمام بمعرفة مصدرها . ومن المفضل شراء الواح خشبية مسترجعة / معاد تدويرها كلما أمكن ذلك . وفى الدول الصناعية والمتقدمة توجد أماكن معروفة لبيع الأخشاب المسترجعة أو المعاد تدويرها .

وفى حالة الرغبة لشراء خشب جديد يراعى اختيار الأخشاب من مصادر تهتم بزراعة الأشجار .

وتعد الأخشاب من مواد البناء التى تساعد فى الحد من إنبعاثات غاز ثانى أكسيد الكربون بل تمنع إنبعاثه فى الهواء الجوى .

وهناك بعض أنواع الأخشاب تصلح للمبانى الخارجية . ولا تصلح الواح خشب الصنوبر للمبانى الخارجية حيث تتعرض لهجوم الحشرات والتعفن . ويتميز خشب السرو بمقاومة طبيعية ضد الحشرات أو العفن مما يجعله مناسباً للإستخدام فى الأسوار والتطبيقات المشابهة . وعلى الرغم من ذلك كله فإنه يجب حماية الخشب المستخدم فى البناء من البيئة الطبيعية بالدهان أو الزيوت أو الورنيشات الطبيعية .

وهناك مواد بناء من الأخشاب التى يدخل الخشب فى مكوناتها مثل الكمرات الخشبية المصنعة ، والألواح المكسورة ( الأبلكاج ) ، والألواح المصنعة من الألياف الخشبية مثل الألواح ذات الكثافة المتوسطة MDF ومعظمها يتميز بإنخفاض محتواها من المركبات العضوية المتطايرة مما يعنى أنها أقل سمية من الأنواع المألوفة .

ومن الطبيعى أن يكون الخشب من مواد البناء القابلة للإشتعال لذلك فهى لا تصلح للبناء فى الأماكن المعرضة للحرائق مثل الغابات .

بالات القش

تتشابه بالات القش مع الطوب الطينى من ناحية الإستدامة فهى مصنوعة من مواد طبيعية ، كما أنها قابلة لإعادة التدوير ، غير سامة وشكل صحى لتشييد البناء .

وترص بالات القش المستطيلة فوق بعضها لتشكل الحوائط ، وتثبت فى أماكنها بإستخدام أوتاد خشبية أو معدنية ثم تشذب وتشكل ( غالباً ما يستخدم منشار سلسلة ) قبل الدهان بالطمى أو دهانات ذات اساس أسمنتى .

والبناء ببالات القش له مزايا كثيرة منها سهولة الإستخدام خاصة لأصحاب المبانى من البنائين . وعلى الرغم من ذلك فإن البناء بها يحتاج عمالة كثيفة خاصة عمليات دهان الحوائط المبنية من بالات القش .

وهناك نوعين رئيسيين للبناء بهذه البالات وهما الأعمدة والكمرات وتحمل الحمل .

بالنسبة للأعمدة والكمرات يتم تجميع الهيكل الأساسي بإستخدام الأعمدة الخشبية أو المعدنية ، الكمرات والقضبان ، وتثبيت السقف . وتملء الفراغات بين الأعمدة ببالات القش . وتثبت بعد ذلك إطارات الأبواب والنوافذ وتعالج البالات للحصول على الشكل النهائي . ثم تطلى البالات .

أما بالنسبة للتشييد بإستخدام تحميل الحمل تشكل بالات القش الجزء الأساسى لهيكل المنزل ، حيث توضع البالات فى مكانها ثم تشد لأسفل بإستخدام قضبان مقلوظة تمر بطول البالات وتربطها مع الأساسات . وتعلق شدادات السقف مباشرةً أعلى حوائط بالات القش التى تحمل وزن السقف بالكامل . وفى النهاية يتم دهان البالات لعزلها عن الماء والحشرات .

وبالات القش وزنها خفيف بالنسبة لحجمها ويمكن قطعها لأشكال غير عادية ، ويمكن إنتاج حوائط بمستويات عالية من العزل وفى حالة دهانها بطريقة سليمة تصبح مقاومة للحرائق والهوام .

العيوب الرئيسية للبناء ببالات القش هى السمك الكبير حيث يصل سمكها غالباً إلى60 سم وهى كثيفة العمالة كما أن كتلتها الحرارية منخفضة ( لذلك فإن دهانها بسمك يصل إلى7,5 سم يمكن أن يساعد فى زيادة الكتلة الحرارية ) . وعلى الرغم من سعرها الرخيص فإن ما تتطلبه من عمالة كثيرة يزيد من تكلفتها . وقد أدى هذا إلى المنازل المبنية من بالات القش تبنى بواسطة ورش صغيرة أو مجموعات من المتطوعين يتم تدريبهم فى موقع البناء .

وقد أثبتت إختبارات بالات القش المدهونة على مقاومة الحرائق قدرتها على الصمود ضد الحرائق خاصة إذا كانت مضغوطة جيداً مما لا يسمح بوجود هواء يساعد على الإشتعال .

ويوصى بضرورة دهان أسطح بالات القش نظراً لإمكانية فقد كميات كبيرة من القش وتعرضها للحريق .

الخرسانة الخشبية Timber Crete

وهى من مواد البناء المثيرة للإهتمام وهى عبارة عن تركيبة من مخلفات الخشب (نشارة) من مصادر مختلفة وخرسانة ، لذلك فإن وزنها أخف من الخرسانة العادية ولكنها أقوى وذات كفاءة أفضل فى العزل .

ويمكن لبعض أنواع الخرسانة الخشبية إنتاج حوائط بمعامل مقاومة حرارية ( R ) يصل إلى3,7 وهى أعلى من معظم مواد البناء فيما عدا بالات القش .

والخرسانة الخشبية ليست نوع خاص من المواد وإنما هى إسم تجارى لمركب من الخشب والخرسانة ، وهى موجودة على هيئة طوب ، بلوكات ، بردورات ، وألواح .

ونظراً لما تحتويه من ألياف فإنه يمكن تركيب المسامير القلاووظ أو دق المسامير فيها مباشرة دون الحاجة إلى مثبتات خاصة . وتعطيها الألياف متانة عالية كما أنها لا تتحطم عند الإصطدام بها مثل كثير من المواد الأخرى .

الحوائط سريعة التركيب

الحوائط سريعة التركيب عبارة عن نظام بناء يعتمد على حوائط حاملة للأحمال يستخدم لوحات ضخمة سابقة التصنيع لتجميع الحوائط الداخلية والخارجية فى وحدات البناء .

وتصنع اللوحات من الألياف الزجاجية ( فيبر جلاس ) المقوى بالجبس المقاوم للماء الذى يتم صبه حسب المقاس المطلوب .

واللوحات متاحة حتى مقاس12 متر طول ، و3 متر إرتفاع ، وبالتالى يمكن تصنيع الحوائط بالكامل فى المصنع ثم يتم تركيبها فى الموقع بإستخدام ونش . ويبلغ سمك اللوحات124 مم وبها تجاويف داخلية تسمح بتركيب الوصلات الصحية والكهربائية ، وتملأ التجاويف بعد ذلك بمواد العزل أو الخرسانة .

وتتميز الحوائط سريعة التركيب بكفاءة عزل حرارى عالية عند ملء الفجوات بالمواد العازلة . ويمكن لهذه الحوائط تحمل النيران لمدة ساعة عندما لا تكون مملؤة بالخرسانة أو أربع ساعات عندما تكون مملؤة بها .

الأرض المكبوسة

وحتى لا نخلط بينها وبين الطوب الطينى ، فإن الأرض المكبوسة هى عبارة عن مخلوط من قطع صغيرة من الحجارة ( زلط أو سن ) ، طفلة ، رمل ، أسمنت وأحياناً الجير أو إضافات مقاومة للماء . ويتم تقسيم المكونات بعناية ووفق معايير محددة ثم تخلط ، ثم توضع فى ماكينة لكبسها تحت ضغط مناسب لنحصل فى النهاية على حوائط مشابهة للحجارة مصمتة ، ثقيلة الوزن ، مقاومة للماء ، تتحمل الأحمال ، وتعيش لفترات طويلة .

ومن أهم المميزات لحوائط الأرض المكبوسة أنها لا تستهلك إلا مقدار ضئيل من الطاقة ، حيث أن معظم الطاقة المستهلكة تكون فى أعمال المحاجر و النقل . وإذا تمكن المسئول عن البناء الحصول على المواد فى الموقع كان ذلك عنصراً إيجابياً على البيئة .

لذلك لا يمكن القول أن حوائط الأرض المكبوسة متشابهة ، لذلك فإن مظهرها يعتمد على المواد المستخدمة فيها وعملية الكبس . ويتم تصنيع حوائط الأرض المكبوسة بكبس طبقة فوق طبقة ، حيث يمكن التحكم فى اللون والملمس كما يمكن إضافة سمات مميزة مثل عمل تجاويف ، أو إضافة أنواع مختلفة من الحجارة .

ونظراً لإمكانية عمل تجاويف فيها وبأشكال تعتمد على رغبة مصمم المبنى أو مالكه يقبل على شراؤها كثير من أصحاب المنازل فى بعض الدول حيث يصل سعر المتر المربع من حوائط الأرض المكبوسة سمك30 سم حوالى250 إلى300 دولار .

ولحوائط الأرض المكبوسة عدد من المزايا أولها إمكانية تحمل الحرائق لمدة أربع ساعات ، كما أنها تعيش لفترات زمنية طويلة ومقاومة للرطوبة وغير سامة .

وتشتهر حوائط الأرض المكبوسة بكتلتها الحرارية حيث تتميز بقدرتها لتخزين الحرارة ثم تطلقها بعد ذلك بعدة ساعات . وعندما يكون هناك فرق كبير بين درجات الحرارة الخارجية والداخلية وكذلك درجات الحرارة أثناء النهار أو الليل فإن الكتلة الحرارية يمكن أن تعطيك الحرارة عندما تريدها وتخزينها إذا لم تكن فى حاجة لها . وللحصول على أفضل مميزات الحوائط من الأرض المكبوسة يجب معرفة كيفية البناء بها ، فعند إقامة المبنى بطريقة غير سليمة فإنها تشع الحرارة طول الليل أثناء الصيف وتمتص الحرارة التى تنتجها ليلاً فى الشتاء .

ونظراً لإرتفاع كتلتها الحرارية فإنها ليست مادة عازلة جيدة ، ذلك أنها لا توقف الحرارة وإنما تقلل من إنسيابها فقط . وعلى الرغم من ذلك فإنها لا تستهلك طاقة فى تصنيعها ، وكفاءة مقاومتها للحرارة منخفضة . لذلك يوصى بإضافة مواد عازلة مناسبة لهذه الحوائط لتحقيق أسباب الراحة خاصة فى المناطق الباردة والدافئة .

الطوب

تتميز المنازل المبنية بالطوب الطفلى بالكتلة الحرارية العالية لذلك فإنها تخزن أو تمتص الحرارة لتساعد على إستقرار الحرارة داخل المبنى . ولتحقيق ذلك فإن حوائط الطوب الطفلى يجب أن تكون داخل المبنى وليس خارجه .

والمنازل المقامة من الطوب الطفلى مبنية من الداخل للخارج حيث تكون الكتلة الحرارية للطوب معزولة من داخل المبنى لذلك لا يستخدم مالك المبنى هذه الكتلة للتخزين الحرارى . ويتضمن البناء بالطوب الطفلى بالطريقة العكسية وجود الطوب من الداخل وتكسية عازلة حرارية من الخارج وعلى الرغم من الكتلة الحرارية العالية للطوب الطفلى عالية فإن قدرته على العزل منخفضة لذلك يجب إستخدامها مع مستوى جيد من العزل . وعادة ما توضع المادة العازلة فى الفجوات الموجودة بين الطوب وألواح المصيص أو بين الطوب والتكسية . وتبنى بعض المنازل من طبقتين من حوائط الطوب وينشأ عن ذلك فجوة بين الحائطين وعلى الرغم من ذلك فإنها لا تكون معزولة جيداً .

ويحتاج إنتاج الطوب الطفلى إلى كميات كبيرة من الطاقة نظراً لضرورة حرقه فى أفران ذات درجات حرارة عالية ، ولكن عمره الطويل وإمكانية إعادة إستخدامه تساعد على تعويض ذلك . وتصنع بعض أنواع الطوب من الخرسانة ولكنها تحتاج إلى إستهلاك كميات كبيرة من الطاقة فني  سيراميك



وقد ظهرت فى السنين الأخيرة أنواع من الطوب صديق للبيئة . وهى تصنع بإعادة تدوير الطوب التقليدى الذى يتم إسترجاعه من مواقع هدم المبانى ثم تنظف لإعادة الإستخدام أو قد يكون طوب مصنوع من مواد بديلة . ويتنوع الأخير فى مكوناته ولكنه يحتوى على مواد من المخلفات مثل الرماد المتطاير ، أو الطوب المسحوق ولا تحتاج هذه الأنواع من الطوب لأفران لتجفيفها ولكنها تكبس وتترك فى الهواء لتجف . كما لا تحتاج هذه الأنواع لإستهلاك كميات كبيرة من الطاقة بخلاف أنواع الطوب الطفلى التقليدية