آنچه لازم است در رابطه با تاثیر آلومینیوم در ساخت سازه‌ها بدانید.

بعد از اکسیژن و سیلیسیم، آلومینیوم فراوان ترین عنصر موجود در پوسته زمین است که بیش از هشت درصد وزن زمین را تشکیل می دهد. اگر چه منبع تامین این فلز غیر تجدید پذیر است اما به نظر می‌رسد منابع زمین برای مدت طولانی فلز مورد نیاز انسان را تامین کند.

از حدود یک قرن پیش، معماران دریافتند که ویژگی‌های این فلز مانند مقاومت و سبک بودن آن را به یک انتخاب عالی برای پروژه های بزرگ ساختمانی تبدیل کرده است. در سال 1931، بخش‌های بزرگی از ساختمان امپایر استیت در نیویورک با این ماده ساخته شد.

امروزه نیز از این ماده برای ساخت برج‌ها، پل‌ها و سایر ساختمان‌های چند طبقه و بزرگ استفاده می شود.
مرکز آبزیان لندن در انگلیس سازه عظیم دیگری است که بیشتر از آلومینیوم ساخته شده است.

در این مقاله شما را با مزایای این فلز و سازه‌های تشکیل شده از این فلز آشنا خواهیم کرد.

آلومینیوم در چه قسمت‌هایی از خانه ما استفاده می‌شود؟

علاوه بر فویل آلومینیوم و قابلمه‌ها، بسیاری از خانه‌ها در ساختار خود از این فلز ارزشمند بهره می‌برند بدون اینکه صاحبان خانه هرگز از این موضوع مطلع شوند.

از این فلز معمولاً در سقف فلزی به عنوان پوششی استفاده می‌شود که به حفظ فولاد زیرین و افزایش دوام سقف کمک می‌کند. به همین ترتیب، سایدینگ آلومینیوم نیز به طور گسترده‌ای به عنوان روکش خارجی کم هزینه استفاده می‌شود.

خانه های قدیمی نیز ممکن است مقدار یا تمام سیم‌کشی برق خود را از این فلز با ارزش داشته باشند. در حالی که فلز نام برده از رسانایی زیادی برخوردار نیست اما سبک است، به همین دلیل بسیاری از خطوط برق از سیم‌های آلومینیوم ساخته می‌شوند.

بعضی از خانه‌ها شامل پنجره‌ها و قاب های درب ساخته شده از آلومینیوم می‌باشد که زیبایی، مقاومت و کم وزنی را به صاحب خانه عرضه می‌کند.

همچنین، برخی از لامپ‌های LED حاوی مقادیر زیادی از این ماده در ساخت خود هستند.

مزایای آلومینیوم برای ساخت خانه چیست؟

بیشترین مزیت استفاده از این ماده برای ساخت و ساز در خانه این است که فوق العاده سبک است. در مقایسه با سایر مواد، این ماده نسبت استحکام به وزن استثنایی دارد و وزن آن تا 65 درصد کمتر از فولاد می‌باشد.

در خانه‌هایی که از تیرهای آلومینیوم استفاده می‌کنند، عنصر سازه سبک تر خواهد شد. نکته جالب اینجاست که سبکی این عنصر با استحکام و دوام سازه به ویژه در مقایسه با تیرهای فولادی هیچگونه مغایرتی ندارد.

این فلز به صاحبان خانه اجازه می دهد تا اندازه و عمق فونداسیون خود را کاهش دهند، بنابراین به طور بالقوه به کاهش حجم سیمان مورد نیاز فونداسیون خانه نیز کمک می‌کند.

مقاومت این فلز  در برابر خوردگی موجب شده است که گاهی از آن به عنوان پوشش بازتابنده و محافظ روی سقف فولادی نیز استفاده شود.

یک مطالعه نشان داده است که سقف‌های آلومینیوم روکش دار می توانند تا 95 درصد از نور خورشید را منعکس کنند. این پوشش عملکرد حرارتی خانه‌های دارای سقف فلزی را به شدت بهبود می بخشد و به کاهش بارهای خنک کننده در ماه‌های تابستان کمک می کند.

امروزه از آلومینیوم‌ها برای زیبا سازی برخی از خانه‌ها نیز استفاده می‌شود و از این طریق خانه‌های جذاب و بسیار زیبا خلق می‌گردد. هزینه مناسب‌تر این فلز نسبت‌ به سایر احساسات موجب گشته‌است تا بسیاری از آن مهندسان و معماران خواهان استفاده از این فلز مقاوم در ساختار خانه‌ای که می‌سازند، باشند.

باید این نکته را نیز متذکر شویم که این فلز نیز مانند سایر فلزات در کنار دارا بودن مزایایی بسیار گسترده، از معایبی نیز برخوردار است که نباید از آن غافل شویم. برای یک تصمیم‌گیری درست و منطقی باید نکات منفی و مثبت را در کنار هم قرار داده و سپس نسبت‌به تصمیم‌گیری اقدام نماییم.

نکات منفی استفاده از آلومینیوم برای ساخت خانه چیست؟

در مورد استفاده از این ماده در خانه دو اشکال عمده وجود دارد. اول اینکه، استخراج آلومینیوم یک فرآیند بسیار انرژی زا است که آسیب قابل توجهی به اکوسیستم های زمین وارد می کند.

ثانیا، استفاده از این ماده در برخی نقاط خانه می‌تواند عملکرد صوتی را به خطر بیندازد، به خصوص اگر سایدینگ آلومینیوم را انتخاب کنید.

سایدینگ آلومینیوم به طور کلی یکی از ارزان ترین گزینه های روکش خارجی است اما در برخی مواقع‌ می‌تواند آلودگی‌های صوتی را به وجود آورد که غیر قابل تحمل است.

یکی دیگر از معایب استفاده از این فلز در فرایند ساخت خانه این است که در صورت استفاده زیاد از آن ممکن است ظاهر طبیعی خانه به خطر افتاده و خانه شما شکلی مصنوعی به خود گیرد.

در حالی که این فلز یکی از عناصر فراوان یافت شده در سطح جهان است، اما هرگز در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی‌شود. از نظر فنی،  آلومینیوم  روی زمین با عناصر دیگر ترکیب شده و ترکیباتی تشکیل می دهد که دو مورد از رایج‌ ترین آنها سولفات آلومینیوم پتاسیم و اکسید آلومینیوم می‌باشد.

تمامی این ویژگی‌ها موجب می‌شود تا برخی از افراد نسبت‌ به استفاده از این فیلم در فرآیند ساخت‌ و ساز بود دچار شک شوند و ترجیح دهند از سایر فلزات گران ‌قیمت برای ساخت سازه خود استفاده کنند.
با وجود تمامی این معایب امروزه شاهد رشد استفاده از این فلز در صنعت ساخت‌وساز بوده‌ایم  که می‌توانیم اصلی‌ترین دلیل آن را  هزینه مناسب‌تر و مقاومت بالاتر این فلز بی‌نظیر بدانیم.

معدن آلومینیوم چگونه بر محیط تاثیر می گذارد؟

شاید جالب باشد بدانید که وجود معدن آلومینیوم در یک محیط می‌توانید بر روی کل محیط تاثیر گذارد.

از منظر استخراج، به دست آوردن این فلز به صورت خام اغلب به استخراج معادن عظیم نواری احتیاج دارد.

وسایلی که برای استخراج نواری استفاده می‌گردد اثرات زیست محیطی گسترده ای از جمله تخریب جنگل ها، مناظر طبیعی و زیستگاه های حیات وحش دارند. این معادن همچنین منجر به فرسایش خاک و آلودگی مجاری آب می شوند.

پس از استخراج، ترکیبات آلومینیوم باید از طریق الکترولیز که برق زیادی را مصرف می‌کند، جدا شوند.

تمامی این موارد موجب می‌گردد که استخراج این فلز مستحکم کمی سخت‌تر از سایر فلزات صورت گیرد.

انرژی تجسم یافته آلومینیوم چیست؟

توجه فرمایید که این فلز تازه تولید شده دارای ردپای انرژی مجسم بسیار بالایی است که با نیاز به انرژی فرآیند یا PER اندازه گیری می شود. PER اندازه گیری میزان انرژی مورد نیاز برای تولید مصالح ساختمانی خاص است.

از آنجا که این ماده برای جداسازی شدن از طریق الکترولیز به استخراج نوار و فرآیندهای پر مصرف نیاز دارد، PER آن تقریباً از همه مصالح ساختمانی معمولاً بیشتر است.

طبق مطالعات انجام شده توسط دولت استرالیا، محصولات آلومینیوم مورد استفاده در ساخت و ساز مسکن دارای PER دارای درجه انرژی 170 می باشد. این درجه بالاترین میزان در بین تمام مصالح ساختمانی است که معمولاً استفاده می شود.

به عنوان مثال تخته سه لا دارای PER به اندازه 10.4 می‌باشد در حالی که سیمان دارای PER به اندازه  5.6 است. حتی محصولات مس و لاستیک مصنوعی به ترتیب با داشتن 100 و 110 PER، دارای PER قابل توجهی پایین تر از آلومینیوم هستند.

آسمان خراش ها و آلومینیوم

بدون شک آسمان خراش ها ، ترکیبی از کار آلومینیوم ها در معماری مدرن هستند ، دیوارهای شیشه ای طبقاتی آن ها یا پنل های شفاف ، ترکیبی از شیشه و فریم آلومینیومی را نمایش می دهند . این ترکیب در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد چراکه امکان ایجاد ساختمانی را فراهم نموده و از نظر اقتصادی نیز بسیاری کارامد می باشد و بطور قابل توجه ای انتشار CO2 را کاهش می دهد .

اماکن ورزشی

همانند اکثر سازه های دیگر ، آلومینیوم به طور گسترده ای در ساخت ساختمان هایی با ابعاد بزرگ و شکل های غیر استاندارد از قبیل استادیوم ها ، استخر های سر پوشیده و سایر اماکن ورزشی کاربرد بسیار دارد . سقف ساختمان های آکواتیک که برای بازی های المپیک 2012 در لندن ساخته شده ، با استفاده از آلومینیوم به شکل یک موج عظیم اقیانوس پوشش داده شده است . این سقف 160 متر و 3000 تن وزن را دارا بوده و دو استخر 50 متری ، یک استخر غواصی 25 متری و 17500 صندلی برای تماشاگر ها در زیر آن قرار دارد .

آلومینیوم از کلیدی ترین مواد در ساخت اماکن ورزشی برای المپیک زمستانی در سال 2014 در  Sochi بود ، مساحت کلی پانل های شیشه ای میدان یخ بازی و استادیوم های ورزش های یخی به بیش از 16000 متر مربع می رسد .

آیا آلومینیوم بازیافتی دارای انرژی تجسم بالایی است؟

آلومینیوم از یک منبع بازیافتی حاوی کمتر از 10 درصد از انرژی تجسم یافته آلومینیوم است که از مواد اولیه تولید می شود. وقتی این مورد در نظر گرفته شود، ردپای انرژی تجسم یافته این فلز پر طرفدار بسیار کمتر از بتن، پلاستیک و حتی سنگ تراشی است.

هنگام اندیشیدن در مورد استفاده یا عدم استفاده از این فلز در فرایند ساخت و ساز خود مهمترین نکته این است که اطمینان حاصل کنید که آلومینیوم از مواد بازیافت شده تهیه شده است. همانطور که در بالا اشاره کردیم، آلومینیوم یکی از مصالح ساختمانی است که اغلب بازیافت می‌شود. بنابراین، استفاده از این ماده بازیافت شده به میزان قابل توجهی رد پای انرژی تجسم یافته در خانه را کاهش می دهد تا جایی که به شما کمک می کند واجد شرایط اعتبارهای LEED باشید.

خبر خوب این است که یافتن منابع بازیافتی این ماده برای تهیه کننده بسیار ارزان تر از تهیه منبع جدید آن است. بنابراین اگر آلومینیوم را برای هر قسمت از خانه خود انتخاب کرده‌اید و می‌خواهید نسبت به خرید این ماده اقدام نمایید، در ابتدا قبل از خرید مطالعه و تحقیق نموده و محتوا و منشا مواد تهیه شده را از تهیه کنندگان خواسته و مطمئن گردید موادی که خریداری کرده‌اید قابلیت بازیافت شدن را دارد. در این صورت است که می‌توانید نسبت به خرید و استفاده از این ماده مستحکم و سبک اقدام نمایید.

اگر فرایند بازیافت این ماده و سایر مواد مورد استفاده در زندگی انسان به درستی انجام گردد علاوه بر یاری به ماندگاری بیشتر زمین و جلوگیری از آلودگی بیش از حد آن، هزینه‌های اقتصادی کمتری در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شود.

امروزه شاهد رشد روز افزون استفاده از آلومینیوم‌ها و مشتقات آن در جهت ساخت ویلا در جاجرود و سایر شهر‌های شمالی کشورمان می‌باشیم. در واقع مهندسان و ناظران گرامی با خریداری و استفاده از این ماده  در صنعت ساخت و ساز خود علاوه بر ایجاد مقاومت‌ و استحکام سازه‌هایی را می‌سازند که در فرایند ساخت خود نسبت به سایر ساز‌ه‌ها از هزینه کمتری برخوردار است. این افراد با انتخاب این فلز علاوه بر صرفه جویی اقتصاد و ساخت و ساز ارزان‌تر به محیط زیست نیز یاری رسانده و با استفاده از مواد بازیافت شده و یا قابل بازیافت، به ماندگاری بیشتر زمین یاری خواهد رساند.

یکی دیگر از نکاتی که باید دقت و توجه بسیاری به آن صورت گیرد این است که استفاده از این ماده به دلیل دارا بودن خاصیت غیر زنگ زدگی در داخل ویلا می‌تواند علاوه بر تامین زیبایی هزینه‌های ناشی از تعمیر و بازسازی را نیز کاهش دهد.