میلگرد همبندی چیست؟ کاربرد و انواع آن

میلگرد همبندی یا Bonding Rebar یکی از اجزای حیاتی در ساختمان سازی است که برای ایجاد اتصال الکتریکی میان بخش های مختلف سازه های بتنی و فلزی به کار می رود. این میلگرد، اختلاف پتانسیل میان بخش های مختلف تجهیزات و سازه را از بین می برد و از خطرات الکتریکی نظیر ولتاژ تماسی، برق گرفتگی و آتش سوزی جلوگیری می کند.

استفاده از میلگرد همبندی مزایای مهمی دارد. این میلگرد باعث افزایش ایمنی کلی ساختمان می شود، تجهیزات الکتریکی را از آسیب محافظت می کند و نقش کلیدی در جلوگیری از وقوع حوادث برق گرفتگی یا آتش سوزی دارد. بااین حال، هزینه های اجرایی بالا و نیاز به دقت در نصب از چالش های استفاده از آن هستند.

همینطور در پروژه های کوچک تر ممکن است اجرای آن مقرون به صرفه نباشد. با درنظرگرفتن تمامی جوانب و کاربرد انواع میلگرد، میلگرد همبندی ابزاری مؤثر برای ایمن سازی سازه ها و کاهش خطرات مرتبط با تجهیزات برقی است و اهمیت بالایی در پروژه های ساختمانی مدرن دارد.

میلگرد همبندی چیست؟

میلگرد همبندی نوعی آرماتور فولادی است که به عنوان هادی الکتریکی در همبندی اسکلت های بتنی و فلزی مورداستفاده قرار می گیرد. این نوع آرماتوربندی با جلوگیری از بروز اختلاف پتانسیل میان سازه تأسیسات الکتریکی و غیر الکتریکی و بدنه ساختمان از خطرات احتمالی شامل ایجاد ولتاژ تماسی، برق گرفتگی، آسیب دیدن وسایل الکتریکی ساختمان و آتش سوزی جلوگیری می کند.

اگر یک جریان الکتریکی از زمین به طرف تأسیسات ساختمان وارد شود، امکان ایجاد ولتاژ تماسی وجود دارد. ولتاژ تماسی درواقع به اختلاف ولتاژی گفته می شود میان دست و پای فرد در صورت برخورد دست به بدنه برق دار ایجاد می شود. در صورت همبندی با میلگرد، از ایجاد این اختلاف ولتاژ جلوگیری می شود. زیرا میلگرد همبندی می تواند همه تجهیزات فلزی ساختمان شامل ستون ها، تیرها و… را به یکدیگر وصل کرده و اختلاف پتانسیل میان آن ها را به صفر برساند.

بیشتر بخوانید: انواع میلگرد مصرفی در بتن

کاربرد میلگرد همبندی چیست؟

میلگردهای همبندی به نحوی هستند که با کمک آن ها شما قادر خواهید بود تا بخش های مختلف سازه را مثل بدنه، تأسیسات الکتریکی، تاسیسات غیر الکتریکی و… را با کمک هدایت کننده الکتریکی به یک سطح مقطع مناسب وصل کنید. در واقع زمانی که یک جریان به تأسیسات الکتریکی وارد می شود، میلگرد همبندی وظیفه دارد تا اقدام به کاهش اندازه ولتاژ در محوطه داخلی ساختمان کند.

در حقیقت این میلگرد همبندی که کمک می کند تا تمامی تجهیزات فلزی ساختمان بهم وصل شده و به همین واسطه هم پتانسیل شوند. با کمک میلگرد همبندی اختلاف پتانسیلی بین بخش های مختلف ساختمان ایجاد نشده و در نتیجه احتمال بروز آتش سوزی ناشی از اتصال برق کاهش قابل توجهی پیدا خواهد کرد.

در واقع فارغ از قیمت میلگرد، شما می توانید با خرید و اجرا آن ها، در آینده از بروز مشکلات مختلف جلوگیری کرده و از این طریق هزینه های آتی را کاهش دهید. متاسفانه بارها دیده شده که بسیاری از مهندسین با وجود این که مبالغ قابل توجهی را به عنوان قیمت آهن، قیمت مصالح، هزینه طراحی ساختمان و… پرداخت می کنند اما به خاطر عدم توجه به فرآیند همبندی در آینده با مشکلات بسیار زیادی رو به رو می شوند.

ایمن سازی سیستم برق و جریان های الکتریکی مهم ترین کاربرد میلگرد همبندی می باشد. به طورکلی برای کاربرد میلگرد همبند می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کم کردن اثرات الکتریسیته ساکن و بهبود سازگاری اثرات الکترومغناطیسی
• کاهش مقاومت سیستم زمین (ارتینگ) ساختمان
• هدایت جریان الکتریکی ناشی از صاعقه به سمت زمین
• پیشگیری از آسیب دیدن وسایل الکتریکی
• پیشگیری از ایجاد آتش سوزی ناشی از اتصال برق
• پیشگیری از برق گرفتگی ساکنین
• پیشگیری از نقص سیستم برق ساختمان

مزایا و معایب همبندی با میلگرد چیست؟

همان طور که پیش تر بیان شد، با بهره گیری از شبکه همبندی می توان امنیت کل ساختمان و تأسیسات آن را در برابر برق گرفتگی، صاعقه و آتش سوزی افزایش داد. با اجرای همبندی مقاومت سیستم زمین کاهش یافته و عملکرد همه وسایل محافظتی بهبود پیدا می کند. این شبکه با هدایت جریان الکتریکی ناشی از صاعقه به سمت زمین، از ساختمان، ساکنین و تمام وسایل الکتریکی محافظت می کند.

البته همچنان می توان معایبی هم در میلگردهای همبندی مشاهده کرد. میلگردهای همبندی فاقد هرگونه پوشش هستند و امکان بروز خوردگی، پوسیدگی و زنگ زدگی در آن ها وجود دارد؛ که در این صورت کل شبکه قابلیت و کارایی خود را از دست می دهد. این نوع آرماتور به دلیل استقامت مکانیکی بالا ممکن است هدایت الکتریکی را با کیفیت موردنیاز انجام ندهد. طول این مقاطع هم معمولاً 3 تا 12 متر است که برای استفاده در شبکه همبندی کوتاه است و محدودیت هایی به وجود می آورد. اهمیت میلگرد همبندی در سازه های بتنی به چندین عامل بستگی دارد:

یکپارچه سازی سازه

میلگرد همبندی با اتصال میلگردهای اصلی سازه، مانند میلگردهای طولی و عرضی، یک شبکه مستحکم و منسجم ایجاد می کند. این شبکه به پخش یکنواخت نیروهای وارد بر سازه کمک می کند و از تمرکز تنش ها در یک نقطه خاص جلوگیری می نماید. به این ترتیب، استحکام و پایداری کلی سازه بهبود می یابد.

تقویت سازه در برابر بارهای کششی و خمشی

بتن به طور طبیعی در برابر فشار مقاومت بسیار بالایی دارد، اما مقاومت آن در برابر نیروهای کششی ضعیف می باشد. میلگرد همبندی با جذب این نیروها، از ایجاد ترک های کششی و ترک خوردگی های سطحی جلوگیری می کند. این امر به خصوص در نواحی با بارهای غیر یکنواخت یا تحت تأثیر نیروهای پیچشی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.

بیشتر بخوانید:  آزمایش کشش میلگرد

بهبود عملکرد سازه در شرایط محیطی خاص

سازه های قرار گرفته در محیط های سخت، مانند مناطق ساحلی با رطوبت بالا یا مکان هایی با تغییرات دمایی شدید، به محافظت بیشتری نیاز دارند. میلگرد همبندی با بهبود رفتار سازه در برابر تغییرات محیطی، کمک به جلوگیری از زوال زودرس و ترک خوردگی های ناشی از تغییرات دمایی می کند.

افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله

در مناطقی با ریسک بالای زلزله، میلگرد همبندی نقش بسیار مهمی در افزایش دوام سازه ها ایفا می کند. این میلگردها با افزایش توان جذب و دفع انرژی زلزله، از تخریب سریع سازه جلوگیری کرده و خطر فروپاشی سازه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.

افزایش طول عمر سازه و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری

استفاده از میلگرد همبندی علاوه بر افزایش استحکام سازه، به بهبود دوام و طول عمر آن هم کمک می کند. از آنجا که میلگرد همبندی از ترک خوردگی و گسیختگی بتن جلوگیری می کند، هزینه های مربوط به تعمیر و نگهداری سازه به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

آیا استفاده از میلگرد همبندی مجاز است؟

بسیاری از استانداردهای معتبر مرتبط با همبندی و الکترود زمین در فونداسیون ساختمان، استفاده از چندین هادی الکتریکی با مشخصات فنی مختلف را مجاز اعلام کرده اند. مناسب ترین هادی های الکتریکی از جنس مس، استنلس استیل، فولاد گالوانیزه گرم و …، به صورت اشکالی نظیر هادی مدور، تسمه و … هستند؛ اما در کشور ما عمدتا به دلیل پایین تر بودن هزینه میلگرد فولادی به عنوان هادی، استفاده از میلگرد همبندی نسبت به هادی الکتریکی کلاسیک، متداول تر می باشد.

سایز و انواع میلگردهای همبندی

میلگردها از لحاظ ظاهری به دو نوع آجدار و ساده تقسیم می شوند. میلگرد ساده، ظاهری نسبتا صیقلی داشته ولی میلگرد آجدار دارای آج هایی با طرح های متفاوت می باشد.

بیشتر بخوانید:  سایز میلگرد و کاربرد هرکدام

سایز میلگرد همبندی و نوع آن (ساده یا آجدار بودن) باید به صورت زیر انتخاب شود:

• از هر دو نوع میلگرد ساده و آجدار می توان به عنوان هادی استفاده کرد.
• قطر میلگرد همبندی نباید از 8 میلی متر کمتر باشد و بر اساس سطح مقطع هادی اصلی فاز ساختمان، قطر 10 میلی متری هم قابل استفاده است.

انواع همبندی

انواع همبندی به منظور جلوگیری از ایجاد اختلاف پتانسیل، به دو دسته همبندی اصلی و اضافی تقسیم می شود.

1- همبندی اصلی (Main E.B)

همبندی اصلی به معنی اتصال تمامی تاسیسات فلزی ساختمان (مانند لوله های فلزی آب، فاضلاب و گاز، شیلد کابل برق، تلفن و …)، اسکلت فلزی و آرماتورهای اسکلت بتنی، به شینه* اصلی ساختمان می باشد. سطح مقطع هادی مورد استفاده برای این نوع همبندی در استاندارد IEC 60364-5-54 ذکر شده. به طور مثال برای هادی مسی بین 6 تا 25 میلی متر مربع تعیین شده.

(*شینه یک شمش یا یک رسانا است که به آن باس بار (Busbar) هم می گویند. می توان گفت شینه، وسیله ای است که در آن واحد، انرژی را پخش و جمع می کند. تمام وسایل ساختمان بایستی به شینه متصل شوند.)

2- همبندی اضافی یا همبندی تکمیلی (Supplementary E.B)

همبندی اضافی در قسمت هایی که احتمال برود همبندی اصلی نمی تواند از برق گرفتگی جلوگیری کند به کار می رود. به طور مثال این همبندی در کلیه تاسیسات فلزی که داخل محیط های خاص و مرطوب هستند (مانند حمام، سرویس بهداشتی، استخر، اتاق عمل، دامداری، اسطبل اسب و … ) انجام می شود. جزئیات مربوط به هادی در این همبندی هم در استادنارد IEC 60364-5-54 آمده.

ویژگی های میلگرد همبندی

ویژگی های آن باید مطابق نکات زیر باشد:

• تمامی قطعات شبکه همبند به واسطه اتصال الکتریکی مطمئن باید به گونه ای به یکدیگر متصل شوند که مقاومت الکتریکی در محل اتصال به حداقل مقدار ممکن برسد.
• جوشکاری، گزینه مناسب برای اتصالات بین میلگرد و تجهیزات می باشد.

نحوه اجرای میلگرد همبندی

با توجه به این که تیر و ستون های فلزی، رسانای الکتریسیته هستند؛ نحوه اتصال آن ها به یکدیگر بسیار مهم می باشد. لذا برای این منظور از میلگرد برای ارتباط بین سازه های فلزی سقف، کف و ستون ها به کار می رود. به طور کلی، اجرای میلگرد همبندی در دو مرحله صورت می پذیرد. مرحله اول، قبل از بتن ریزی و به صورت هم زمان با اجرای فونداسیون ساختمان در همه طبقات موردنظر انجام می شود. مرحله دوم هم بعد از بتن ریزی و شامل قسمت های مختلفی می باشد.

توجه داشته باشید که به کارگیری میلگرد همبندی در اسکلت فلزی و بتنی، به روش های مختلفی انجام می شود. در یک سازه با اسکلت فلزی، نیازی به همبندی در تمام طبقات نیست. در مقابل، به کارگیری شبکه میلگرد همبندی در کف پایین ترین طبقه یا سطح روی فونداسیون، برای هدایت جریان الکتریکی الزامی می باشد.

بیشتر بخوانید:  بهترین میلگرد برای فونداسیون

نحوه اجرای همبندی قبل از بتن ریزی

در اجرای همبندی قبل از بتن ریزی حتما باید تمام ستون های سازه در همه طبقات به یکدیگر متصل شوند. در این مرحله، میلگردها باید از طول و عرض سازه فاصله 20 متری داشته باشند. برای اجرای همبندی در سقف، طبقات و کف سازه هم باید فاصله 20 متری رعایت شود. همینطور در اجرای همبندی پشت بام باید همه تیرها به یک هدایت کننده اتصال یابند. در نهایت، آسانسور و خرپشته باید به شبکه همبندی متصل شوند.

نحوه اجرای همبندی بعد از بتن ریزی

اجرای همبندی بعد از بتن ریزی به وسیله سیم مسی فاقد روکش در سقف انجام می شود. همینطور چنانچه همبندی ستون ها قبل از بتن ریزی صورت نگرفته باشد، باید بعد از بتن ریزی حتما انجام شود. در غیر این صورت، شبکه همبندی کاملا قطع خواهد شد.

نکات اجرای همبندی

• در سقف ساختمان، سقف خرپشته و سقف موتورخانه های آسانسور باید شناژها و تیرهای فلزی دور تا دور سقف به شبکه همبندی متصل شوند. همینطور، یکی از شناژها و یا تیرهای فلزی در مکان هایی که به طور معمول در کف آن ها آبریزی وجود دارد (مانند حمام، آشپزخانه، آبدارخانه، سرویس بهداشتی و …) باید همبندی شود. علاوه بر این، شناژها و یا تیرهای فلزی در طول و عرض ساختمان، باید حداقل در هر 20 متر، همبندی انجام شوند.
• شبکه همبند باید در ستون های گوشه های ساختمان، تمام ستون های خرپشته و موتورخانه، یکی از ستون های راه پله و در هر 20 متر از طول و عرض ساختمان و در تمامی طبقات به یکدیگر متصل شوند.
• معمولا همبندکننده، یک رشته سیم مسی و تسمه مسی با یک میلگرد، تیر یا ستون است که بر اساس طرح و نقشه در سقف یا ستون های ساختمان قرار می گیرد.
• در شالوده ساختمان باید همه شناژهای ارتباطی همبند شوند.
• در همبندی بعد از بتن ریزی، برای انجام بهتر همبندی در طبقات، خوب است از سیم مسی افشان در کنار ستون های ساختمان استفاده کرد تا اتصال به صورت کامل انجام گیرد.

نکاتی در خصوص اتصال همبندی با میلگرد به سازه اصلی

در این اتصال باید از سیم آرماتوربندی معمولی یا سیم مسی استفاده شود. روش اتصال و بستن آن ها، مثل میلگردهای اصلی می باشد. در اکثر نقاط ایران از روش دستی برای بستن سیم به میلگرد به کار می رود. البته این روش به هیچ عنوان برای محافظت در برابر صاعقه، ایمن نیست.

سیم و تسمه های مسی باید به میلگردهای موجود در سازه اتصال یابند. برای این منظور، اتصالات باید حداقل به ازای هر 6 متر به وسیله جوش ترمیت یا با بست های پیچی انجام شوند. همینطور در فاصله بین بست های پیچی و جوش ها باید با کمک سیم مسی مفتولی یا سیم آرماتوربندی معمولی، بست های دیگری هم به کار روند. روش و تعداد بست های سیمی مثل بستن میلگردهای اصلی سازه هستند. لازم به ذکر است جنس بست های پیچی باید از مس و آلیاژهای مجاز آن، فولاد گالوانیزه، فولاد ضدزنگ و فولاد فاقد روکش باشد.