همبندی فونداسیون چیست و چگونه اجرا می شود؟

قبل از اجرای سیستم اتصال زمین، آشنایی با اصول و الزامات آن اهمیت زیادی دارد؛ زیرا عملکرد صحیح این سیستم، نقش مهمی در افزایش ایمنی تجهیزات الکتریکی و حفاظت از افراد دربرابر خطرات ناشی از جریان‌های نشتی و اضافه‌ ولتاژ ایفا می‌کند. رعایت استانداردهای اجرایی در این بخش، علاوه‌بر افزایش ایمنی، از بروز خسارت به تأسیسات برقی و تجهیزات حساس نیز جلوگیری می‌کند.

یکی از مهم‌ترین مراحل اجرای سیستم ارت در ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف، همبندی فونداسیون است. این روش با ایجاد یک شبکه هادی در بخش فونداسیون، بستر مناسبی برای هم‌پتانسیل‌سازی اجزای فلزی سازه فراهم می‌کند و به بهبود عملکرد سیستم اتصال زمین کمک می‌کند. در ادامه، ابتدا بررسی می‌کنیم همبندی فونداسیون چیست، سپس با انواع، نحوه اجرا، الزامات و نکات مهم آن آشنا خواهیم شد.

همبندی فونداسیون چیست؟

همبندی فونداسیون یکی از بخش‌های اصلی سیستم اتصال زمین (ارت) است که هم‌زمان با اجرای فونداسیون ساختمان اجرا می‌شود. در این روش، مجموعه‌ای از هادی‌های فلزی به‌صورت یک شبکه منظم در داخل فونداسیون و پیش از بتن‌ریزی قرار می‌گیرند تا تمامی اجزای فلزی پیش‌بینی‌شده در یک مسیر الکتریکی مشترک به یکدیگر متصل شوند.

این شبکه معمولاً از تسمه فولادی گالوانیزه، هادی مسی یا میلگردهای سازه‌ای تشکیل شده و از طریق اتصالات یا جوش‌های استاندارد به هم متصل می‌شود. همچنین، شبکه همبندی در نقاط مشخص به آرماتورهای فونداسیون، شینه اصلی ارت (MET)، هادی نزولی صاعقه‌گیر و سایر اجزای سیستم اتصال زمین متصل می‌شود. ابعاد، آرایش شبکه و نوع اتصالات نیز براساس نقشه‌های اجرایی و استانداردهای مربوطه تعیین می‌شود.

تفاوت همبندی، ارتینگ و آرماتوربندی فونداسیون

اگرچه همبندی فونداسیون، ارتینگ و آرماتوربندی فونداسیون همگی در مرحله اجرای پی ساختمان انجام می‌شوند، اما هرکدام وظیفه و ساختار متفاوتی دارند و نباید با یکدیگر اشتباه گرفته شوند. همبندی فونداسیون به ایجاد یک شبکه هادی برای اتصال الکتریکی اجزای فلزی سازه و هم‌پتانسیل‌سازی آن‌ها اختصاص دارد و بخشی از سیستم اتصال زمین محسوب می‌شود. درمقابل، ارتینگ (اتصال زمین) مجموعه‌ای از تجهیزات و هادی‌ها است که مسیر انتقال جریان‌های خطا یا نشتی را به زمین فراهم می‌کند و همبندی تنها یکی از بخش‌های این سیستم به‌شمار می‌رود. از سوی‌دیگر، آرماتوربندی فونداسیون یک عملیات سازه‌ای است که با هدف مسلح کردن بتن و افزایش مقاومت فونداسیون دربرابر نیروهای کششی و خمشی انجام می‌شود و ماهیت آن کاملاً با همبندی و ارتینگ متفاوت است. به بیان ساده، آرماتوربندی وظیفه تقویت سازه، همبندی وظیفه اتصال الکتریکی اجزای فلزی و ارتینگ وظیفه اتصال ایمن سیستم الکتریکی به زمین را بر عهده دارد.

میلگرد همبندی چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

یکی از اجزای اصلی سیستم همبندی فونداسیون، میلگرد همبندی است که برای ایجاد اتصال الکتریکی بین آرماتورها و سایر اجزای فلزی سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این میلگرد معمولاً به شبکه آرماتورهای فونداسیون متصل می‌شود تا تمامی بخش‌های فلزی در یک شبکه هم‌پتانسیل قرار گیرند و امکان اتصال آن‌ها به سیستم ارت ساختمان فراهم شود. میلگرد همبندی از نظر ساختار تفاوتی با میلگردهای فولادی معمولی ندارد، اما نحوه جانمایی و اتصال آن براساس نقشه‌های تأسیسات الکتریکی و استانداردهای مربوط به سیستم اتصال زمین تعیین می‌شود و بخشی از شبکه همبندی فونداسیون را تشکیل می‌دهد.

مشخصات فنی میلگرد همبندی

در بررسی جزئیات اجرایی سازه، مشخصات فنی میلگرد همبندی به‌عنوان یکی از عوامل کلیدی در کیفیت و ایمنی سازه‌های بتنی شناخته می‌شود. این میلگرد معمولاً از فولاد ساختمانی استاندارد تولید شده و در سایزها و قطرهای مختلف، متناسب با نیاز پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه سایر مشخصات فنی میلگرد همبندی را بررسی می‌کنیم:

• نوع: نوع این مقطع  بسته به نیاز پروژه می‌تواند ساده یا آجدار باشد.
• قطر: معمولا از 8 تا 10 میلی‌متر. لازم به ذکر است که از میلگرد 10 هنگامی استفاده می‌شود که سطح مقطع هادی اصلی فاز ساختمان، حداقل 95 میلی‌متر مربع باشد.
• مقاومت کششی: حداقل میزان مقاومت کششی میلگرد همبند 400 و حداکثر آن، 600 مگاپاسکال است.

سایز مناسب میلگرد همبندی

میلگردهای همبندی درواقع همان میلگردهای فولادی موجود در بازار هستند؛ اما سایز آن‌ها است که در ایجاد عملکرد موردنیاز همبندی تأثیر می‌گذارد. طبق نظر کارشناسان و مهندسان سازه، حداقل قطر مناسب برای میلگردهای همبندی 8 میلی‌متر است. بااین‌حال، این سایز میلگرد درصورتی‌که سطح مقطع هادی اصلی فاز ساختمان 95 میلی‌متر مربع یا بیشتر باشد، مناسب نیست. بنابراین، برای این شرایط از سایز 10استفاده می‌شود که قیمت میلگرد فوق مناسب‌تر است.

ویژگی‌های آرماتورهای همبند

آرماتورهای همبند می‌توانند از نوع میلگرد ساده یا آجدار باشند؛ اما آنچه در عملکرد آن‌ها اهمیت دارد، کیفیت و سایز میلگرد است. توجه داشته باشید که استفاده از میلگردهای 8 تنها برای همبند تکمیلی مناسب است و در صورت به کار بردن آن در همبند اصلی، کارایی لازم را ندارد و نمی‌توان از آن به‌عنوان همبند استفاده کرد. میلگردهای همبند باید از کیفیت بالایی برخوردار باشند و دوام آن‌ها به اندازه طول عمر ساختمان باشد و در غیر این صورت، اتصال شبکه همبند به دلیل زنگ‌زدگی یا خوردگی در میلگرد از بین رفته و شبکه به‌طور کامل کارایی خود را از دست می‌دهد.

کاربرد میلگرد همبندی

معمولاً از میلگردها برای افزایش مقاومت کششی سازه‌های بتنی و بالا بردن استحکام ساختمان استفاده می‌شود؛ اما می‌توان کاربردهای جانبی نیز برای آن در نظر گرفت. میلگردهای به‌کاررفته در سازه‌های بتنی یا ساختمان‌های دارای اسکلت ساختمانی رسانای الکتریکی هستند و می‌توانند تمام اجزای ساختمان را هم‌پتانسیل کنند. به‌این‌ترتیب، از آسیب دیدن وسایل الکتریکی، بروز آتش‌سوزی ناشی از اتصال سیستم برق ساختمان، برق‌گرفتگی ساکنین ساختمان بر اثر نقص سیستم برق یا جریان الکتریکی ناشی از صاعقه جلوگیری می‌کند. به‌این‌ترتیب، سیستم برق و جریان‌های الکتریکی ساختمان ایمن‌سازی می‌شود.

انواع میلگرد همبندی فونداسیون

میلگردهای همبندی را می‌توان در بخش‌های مختلف ساختمان مشاهده کرد. با توجه به اینکه همبندی‌ها در کجا اجرا باشند، می‌توان آن‌ها را به دو نوع تقسیم کرد:

• همبندی اصلی

همبندی اصلی به بخشی از شبکه همبندی گفته می‌شود که میان سازه، تجهیزات و زمین اتصال ایجاد کرده و آن‌ها را هم‌پتانسیل می‌کند. تأسیساتی که در این شبکه قرار می‌گیرند شامل همه تأسیسات فلزی ازجمله لوله‌های آب، فاضلاب و گاز، تیرها، ستون‌ها، میلگردهای به‌کاررفته در اسکلت‌های بتنی و کابل‌های برق و مخابرات هستند.

• همبندی اضافی (تکمیلی)

علاوه بر تأسیساتی که گفته شد، بخش‌های دیگری نیز می‌توانند برای ایمن‌سازی ساختمان و جلوگیری از خسارت و برق‌گرفتگی به شبکه همبندی متصل شوند. معمولاً در محیط‌های مرطوب مانند سونا، حمام، آشپزخانه و سرویس بهداشتی احتمال برق‌گرفتگی بیشتر است. بنابراین، بهتر است دستگاه‌های الکتریکی ثابت و نصب‌شده در این بخش‌های ساختمان را به هم متصل کنیم.

همبندی فونداسیون با میلگرد چگونه اجرا می‌شود؟

اجرای همبندی فونداسیون با میلگرد هم‌زمان با آرماتوربندی پی و پیش از بتن‌ریزی انجام می‌شود. در این روش، میلگردهای مشخص‌شده در نقشه‌های تأسیسات الکتریکی به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک شبکه هم‌پتانسیل در داخل فونداسیون ایجاد شود. اجرای صحیح این شبکه مستلزم رعایت استانداردهای فنی، محل مناسب اتصالات و محاسبه میلگرد فونداسیون براساس ابعاد پی، نقشه اجرایی و الزامات سیستم ارت است. مراحل اجرای همبندی فونداسیون با میلگرد شامل موارد زیر است:

• بررسی نقشه‌های اجرایی: محل اجرای شبکه همبندی، نقاط اتصال و مسیر هادی‌ها مطابق نقشه‌های تأسیسات الکتریکی مشخص می‌شود.
• محاسبه میلگرد فونداسیون: تعداد، طول و محل میلگردهای موردنیاز برای تشکیل شبکه همبندی با‌توجه‌به ابعاد فونداسیون و ضوابط طراحی تعیین می‌شود.
• اتصال میلگردهای همبندی: میلگردهای تعیین‌شده با استفاده از جوش احتراقی (کدولد) یا سایر روش‌های مورد تأیید استاندارد به یکدیگر متصل می‌شوند تا پیوستگی الکتریکی شبکه حفظ شود.
• اتصال به اجزای سیستم ارت: شبکه همبندی در نقاط پیش‌بینی‌شده به شینه اصلی ارت، هادی ارت و در صورت نیاز به هادی نزولی صاعقه‌گیر متصل می‌شود.
• کنترل نهایی پیش از بتن‌ریزی: پس از بررسی کیفیت اتصالات و اطمینان از پیوستگی شبکه، عملیات بتن‌ریزی فونداسیون انجام می‌شود.

اجرای دقیق این مراحل باعث می‌شود شبکه همبندی فونداسیون مطابق استانداردهای اجرایی شکل گرفته و بستر مناسبی برای عملکرد صحیح سیستم اتصال زمین ساختمان فراهم شود.

مزایا و معایب همبندی فونداسیون با میلگرد چیست؟

همان‌طور که پیش‌تر بیان شد، با بهره‌گیری از شبکه همبندی می‌توان امنیت کل ساختمان و تأسیسات آن را در برابر برق‌گرفتگی، صاعقه و آتش‌سوزی افزایش داد. با اجرای همبندی فونداسیون، مقاومت سیستم زمین کاهش یافته و عملکرد همه وسایل محافظتی بهبود پیدا می‌کند. این شبکه با هدایت جریان الکتریکی ناشی از صاعقه به سمت زمین، از ساختمان، ساکنین و تمام وسایل الکتریکی محافظت می‌کند.

البته همچنان می‌توان معایبی نیز در میلگردهای همبندی مشاهده کرد. میلگردهای همبندی فاقد هرگونه پوشش هستند و امکان بروز خوردگی، پوسیدگی و زنگ‌زدگی در آن‌ها وجود دارد؛ که در این صورت کل شبکه قابلیت و کارایی خود را از دست می‌دهد. این نوع آرماتور به دلیل استقامت مکانیکی بالا ممکن است هدایت الکتریکی را با کیفیت موردنیاز انجام ندهد. طول این مقاطع نیز معمولاً 3 تا 12 متر است که برای استفاده در شبکه همبندی کوتاه است و محدودیت‌هایی به وجود می‌آورد.

نحوه اجرای همبندی قبل و بعد از بتن‌ریزی

اجرای همبندی به‌طورمعمول قبل از بتن‌ریزی و زمانی که دسترسی به تمام تأسیسات، ستون و تیر، شناژ ساختمان و... امکان‌پذیر است، انجام می‌شود. درصورتی‌که همبندی پیش از مرحله بتن‌ریزی اجرا شود، می‌توان از میلگرد به‌عنوان هادی الکتریکی استفاده کرد. در این میان، میلگردهای همبند باید 20 متر از یکدیگر فاصله داشته باشند. تمام تیرهای پشت‌بام، ستون‌های سازه در فونداسیون، تمام سقف‌ها و حتی آسانسور و خرپشته نیز باید به این شبکه متصل شوند. درصورتی‌که امکان همبندی قبل از بتن‌ریزی نباشد، اجرای آن به مرحله بعد از بتن‌ریزی موکول می‌شود؛ اما برای اجرای آن لازم است از سیم مسی بدون روکش با قطر 6 میلی‌متر استفاده شود.

تفاوت همبندی در اسکلت بتنی و اسکلت فلزی

برخلاف اسکلت‌های بتنی، ساختمان‌های دارای اسکلت فلزی نیازی به همبندی در تمام طبقات ندارند. تنها کافی است که در سطح رویی پی ساختمان یا پایین‌ترین طبقه همبندی انجام شود. این در حالی است که حساسیت بالای اسکلت‌های بتنی، همبندی تمام طبقات و اتصال تمام ستون‌ها، تأسیسات، تیرها و... به شبکه همبندی را به یکی از الزامات تبدیل می‌کند.

نکات مهم و کاربردی اجرای آرماتور همبندی ساختمان

میلگرد همبندی به ساده یا آجدار با قطر 8-10 میلی‌متر گفته می‌شود که با ایجاد اتصال میان بدنه، تأسیسات و تجهیزات ساختمان، موجب صفر شدن اختلاف‌پتانسیل میان آن‌ها می‌شود. این شبکه می‌تواند هرگونه اختلاف‌پتانسیل را از بین برده و جریان الکتریکی ناشی از صاعقه را به سمت زمین هدایت کند. به‌این‌ترتیب، از بروز آتش‌سوزی و خسارت‌های جانی و مالی به‌خوبی جلوگیری می‌کند.