בכנס, פרי יוזמת חברת בנין הארץ, העוסקת בעבודות הנדסיות מיוחדות, הציגו מיטב המהנדסים והמנהלים המובילים בהנדסה אזרחית את "דריכת האחר" – טכנולוגיית בנייה מתקדמת, אשר השימוש בה הולך ותופס תאוצה בשנים האחרונות, בזכות היתרונות המיוחדים שלה בתחומי התכנון, ההנדסה האזרחית והבנייה.

דריכת אחר של תקרות בטון היא טכנולוגיה מתקדמת לחיזוק בטון, שנותנת מענה לכמה מהאתגרים המשמעותיים ביותר בתחום התכנון והבנייה ונושאת יתרונות רבים לאדריכלים, למהנדסים וליזמים – בהשוואה לשיטות הבנייה הקונבנציונליות. בדריכת אחר, נפרשת רשת של כבלי פלדה לאורך ולרוחב המשטח המיועד ליציקה, ולאחר יציקת הבטון, נמתחים כבלי הפלדה בכוח רב, בכיוון המנוגד לכיוון העומסים הצפויים על האלמנט, ויוצרים למעשה זיון (חיזוק פלדה) פעיל ורוב עוצמה בהשוואה לבטון מזוין שאינו דרוך – סביל.

מהנדס נחום יחזקאל: בטון דרוך בדריכת אחר – עקרונות היישום של השיטה

לאחר דברי פתיחה וברכות מפי מנחה יום העיון, מר מני הסהס, סמנכ"ל הפיתוח העסקי של חברת בנין הארץ, ועורכת הדין בשמת פלד, מנכ"לית איגוד המהנדסים לבנייה ולתשתיות, הגיע הזמן להיכנס לעובי הקורה, תרתי משמע.

מהנדס נחום יחזקאל, מהנדס ראשי במשרד דורון שלו הנדסה, בעל ניסיון של עשרות פרויקטים שבהם בוצעה דריכת אחר, ערך סקירה מקיפה של יסודות טכנולוגיה זאת, כיצד נקבע מועמד מתאים לדריכת אחר ולפי אילו שקולים, וכלל השוואה של תקרה בדריכת אחר לתקרה קונבנציונלית ולתקרת לוח"דים (לוחות דרוכים) מהיבטים הנדסיים, תכנוניים וכלכליים. יחזקאל המשיך במתן דגשים לביצוע עבודות הדריכה – אשר המחישו באופן ברור מדוע עבודה זאת דורשת יישום קפדני ומדויק בהתאם לתוכניות באופן מיוחד.

מהנדס יחזקאל אף הראה כיצד השימוש בדריכת אחר מאפשר בנייה של תקרות בעלות מפתחים גדולים של 10–20 מטרים, הנושאות עומסים גדולים – של 2–5 טונות למטר. מעבר לכך, בתכנון וביצוע מיוחד מאפשרת דריכת אחר להגיע לכושר נשיאה של מאות טונות של עומסים מרוכזים.

נוסף על כך, השימוש בדריכת אחר מאפשר את הקטנת עובי התקרות ביותר מ-30% בהשוואה לתקרה קונבנציונלית, חיסכון שבמגדלים רבי-קומות יכול להתבטא בהוספת קומות ושטח בנוי בפרויקט. כמו כן, יתרון זה מקטין את משקל הבניין, מוזיל את הביסוס, מקטין את שטח חתך העמודים, ומשפר את התנהגות המבנה בעת רעידת אדמה.

יתרון נוסף של שיטה זאת – כפי שהיה אפשר להיווכח מדוגמאות הפרויקטים המרשימות שהציג מהנדס יחזקאל – הוא הגמישות התכנונית שהיא מאפשרת. חוזקה הרב של הדריכה מאפשר ביצוע תקרות או קורות טרנספורמציה (מעבר) ליצירת אלמנטים אדריכליים ייחודיים.

בין הדוגמאות הבולטות לשימוש בשיטה זאת: מגדלי עזריאלי ראשונים, מגדל אקרו רוגובין One Tower, פרויקט כלניות אשדוד , הרוא"ה 8 ברמת גן ועוד רבים ומרשימים.

על לוגיסטיקה ויבוא – מר דורון קורמן

בהרצאה הבאה סיפק מר דורון קורמן מחברת דורקור, יבואן ותיק בתחום דריכות האחר, הצצה אל עולם הציוד והחומרים הדרושים לדריכת אחר.

בהרצאתו המרתקת סקר מר קורמן את הציוד הדרוש לדריכת אחר, כגון כבלי הפלדה והעוגנים, ציוד כבד-משקל ומסיבי, ותיאר את המסע הארוך שעושים כבלי הפלדה מהמפעל שבו הם מיוצרים, בדרך כלל בסין או בטורקיה, דרך המסע בים, ועד לקבלת אישור מכון התקנים ולשחרור מהנמל.

לחלק ממוצרי דריכת האחר יש תו תקן ישראלי, ויבואן אינו כרוך בדרישות טכניות נוספות, אך במקרה של יבוא מוצרים שאין להם תו תקן, אי אפשר להשתמש בהם בטרם קבלת האישור ממכון התקנים המעיד על עמידה בדרישות היבוא.

יעילות תפעולית בביצוע דריכת אחר – מר מני הסהס, בנין הארץ

את ההרצאה הבאה העביר מר מני הסהס, סמנכ"ל הפיתוח העסקי של בנין הארץ, מי שגם הנחה את הכנס מתחילתו ועד סופו.

מהסקירה המקיפה שנתן, עולה כי חברת בנין הארץ מבצעת פרויקטים שונים של דריכת אחר ברחבי הארץ. בהרצאה הוצג השימוש בדריכות אחר מנקודת השקפתו של האחראי על הביצוע. הסהס דיבר על אתגרי התכנון והביצוע של פרויקטים אלה, כגון פערים בין התוכנית ההנדסית ובין הנעשה בשטח, הצורך לנהל באופן מיטבי את המשאבים ואת התקציב, והדרישה הבלתי מתפשרת לדיוק בעבודה ולעמידה בלוח הזמנים של הפרויקט.

תחת הכותרת יעילות תפעולית, הציג הסהס את המתודולוגיה הייחודית של בנין הארץ – המושגת על ידי שיתוף פעולה עם קבלן השלד של הפרויקט. בשיטת עבודה זאת, הנחת תושבות הדריכה ופרישׂת כבלי הדריכה מבוצעות באמצעות קבלן השלד וצוותיו, ואילו קבלן הדריכה אחראי לניהול הפרישׂה ולפיקוח עליה – ולאחר יציקת הבטון מבצע את עבודת הדריכה. שיטה זאת מאפשרת את צמצום זמני ההמתנה בין קבלן השלד לקבלן הדריכה, האצה של קצב בניית הבניין, ייעול שימוש במשאבים וחיסכון בכוח אדם באתר, וכמו כן תורמת לבטיחות ולדיוק בעבודה.

עוד הציג הסהס מספר פרויקטים מרשימים שמבצעת החברה, ביניהם דריכת התקרות במגדלי עזריאלי ספירלה, גורד שחקים בגובה של 350 מטרים, ביצוע תקרות החניונים במתחם ביג גלילות, מגדל רוגובין אקרו One Tower הייחודי, וביצוע 4 קומות חניון תת קרקעי עם כ-800 מקומות חניה בפרויקט "גב-ים" ברעננה, אם למנות כמה מהם.

לאחר ארוחת צוהריים מצוינת שנערכה במסעדה שבקומת הכניסה שבבניין, התכנסנו שוב למושב שני.

נקודות ציון לתכנון ולביצוע – מהנדס כורש חלפרי

מהנדס כורש חלפרי, מוותיקי התחום בארץ, העניק סקירה מקיפה של שיטות הדריכה הקיימות בעולם, תוך הדגשת יתרונות השיטה בשימוש בתקרות טרנספורמציה, בקורות טרנספורמציה עם עומסים גדולים, בגשרים ובחיזוק והשבחה של מבנים קיימים בעזרת דריכה חיצונית – גם במאגרי מים ובתקרות.

מהנדס חלפרי הרחיב לגבי היבטים טכניים והנדסיים שונים של טכנולוגיה זאת, וגם הציג סקירה של הכשלים האפשריים בשיטת דריכת האחר, ובדרכים שבהן אפשר למנוע כשלים אלה.

מעבר לצורך בתקינה ישראלית שתהיה תואמת לתקינה בעולם, ישנם מספר אתגרים לביצוע דריכות אחר שהמהנדס חלפרי ביקש להסב אליהם את תשומת הלב: בראש ובראשונה, הצורך בהטמעת תוכניות האינסטלציה והחשמל כבר בתוכניות הדריכה על מנת למנוע בעיות בהמשך הדרך, ובעיות הקשורות ליישום שגוי של השיטה: פרישׂה לא תקינה של הכבלים באתר, ציוד לא תקין, פגיעה בכבלים בזמן השינוע, חלודה או פריצת כבלים מבעד ליציקת הבטון – דברים שאפשר למנוע על ידי ביצוע קפדני ומדויק של העבודה שלב אחר שלב, באמצעות צוות מקצועי ומיומן שעבר הכשרה מתאימה.

פרישת כבלי הפלדה לדריכת-אחר (עטופים בפלסטיק כחול) וברזלי הזיון בשתי וערב, לקראת יציקת הבטון

מערכות מודבקות לעומת מערכות בלתי מודבקות – מהנדס זיו סלומון

בהרצאתו המעמיקה שחתמה את יום העיון, מהנדס זיו סלומון שפך אור על היבט נוסף של יישום טכנולוגיית דריכת האחר – והוא מערכות מודבקות (Bonded) לעומת מערכות בלתי מודבקות (Unbonded) של דריכת אחר.

מערכות מודבקות הן בדרך כלל מערכות רב-גדיליות (Multi Strand) המכילות מספר רב של כבלים בודדים, המונחים בדרך כלל בתוך שרוולי פח, ונדרכים בבת אחת לאחר יציקת הבטון. לאחר הדריכה, ממלאים את השרוולים בדייס – חומר צמנטי – אשר מדביק את הכבלים בעוצמה לשרוולי הפח ומעניק חוזק נוסף לאלמנט.

בדריכה שאינה מודבקת, כל גדיל עטוף בשרוול פלסטיק ומגורז (מצופה בגריז), כך שגם לאחר יציקת הבטון, הכבל חופשי לנוע בתוך המעטפת. מערכות בלתי מודבקות הן בדרך כלל חד-גדיליות (Mono Strand) וכל כבל נדרך בנפרד.

היתרון העיקרי של דריכת האחר הרב-גדילית המודבקת הוא החוזק שלה – כושר נשיאת העומסים שלה. בשיטה זאת נעשה שימוש בתכנון ובביצוע של אלמנטים שנדרכים במאמצים גדולים, כגון קורות משמעותיות של גשרים או קורות טרנספורמציה.

בהתאם, שיטת הדריכה המודבקת היא מורכבת יותר ודורשת יותר תשומות, וגם יותר עבודה, הכוללת את פרישׂת העורקים והשחלת הכבלים בתוך העורקים.

קולות מהשטח

בין הרצאה להרצאה, ובארוחת הצהריים, יצא לנו לשוחח עם כמה מהמשתתפים שנרשמו ליום העיון. גילינו מגוון גדול של אנשים שהגיעו ליום העיון ממגוון סיבות. החל ממהנדסים באחת מחברות ההנדסה הגדולות הארץ, שעדיין לא משתמשים בטכנולוגיה אך מתכננים להיכנס לתחום, דרך מהנדסים ומהנדסות עצמאיים שהגיעו מתוך סקרנות טכנולוגית, וכלה באנשי לוגיסטיקה ותמחור בחברות גדולות המתמחות בבניית מגדלים, שהגיעו כדי להכיר לעומק את שלבי הביצוע במטרה לדעת כיצד לתמחר נכון ולהיערך בצורה מיטבית לביצוע של פרויקט שבו דריכות אחר.

לסיכום: רוצים ללמוד עוד

הנדסה אזרחית נחשבת לתחום שמרני, אך בפועל הטכנולוגיה מביאה אליה חדשנות רבה. למהנדסים שנמצאים בחוד החנית של המקצוע שלהם, טכנולוגיה זאת מציעה יתרונות רבים על פני הבנייה הקונבנציונלית, ואין ספק כי בזכות יתרונותיה הרבים, השימוש בדריכת אחר רק ילך ויתפוס תאוצה בשנים הקרובות. אם יש תובנה ששמענו מספר פעמים ממשתתפי יום העיון היא, שהם היו רוצים ללמוד עוד על הטכנולוגיה ועל יישומה בשטח. בדיוק לצורך כך, הקמנו את מרכז הידע.

הפוסט חוד החנית של ההנדסה האזרחית – רשמים מיום עיון הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

תחום ההנדסה האזרחית, הנחשב לתחום שמרני, נמצא בקפיצה טכנולוגית בשני העשורים האחרונים. שימוש בחומרים מרוכבים, כמו יריעות סיבי פחמן (CFRP), יישום טכנולוגיות של דריכות קדם ודריכות אחר, כמו גם כלי מדידה חדשניים, מציעים יתרונות משמעותיים ביישום וחיסכון בעלויות ומשנים את פני התחום. אחת ממטרות מרכז הידע היא להשאיר את המהנדסים, המתכננים ומנהלי הפרויקטים מעודכנים בטכנולוגיות וביישום שלהן, ובכלל כך לקיים ימי עיון מקצועיים.

סוגי דריכת בטון: דריכת קדם ודריכת אחר

בטון דרוך הוא טכנולוגיה מתקדמת של בטון מזוין, המתקבל משילוב רשתות או מוטות פלדה או חומר אלסטי אחר עם הבטון, היוצרים יחד חומר חזק במיוחד בעל כושר התנגדות לסוגים שונים של מאמצים, המעניק לו תפקיד מרכזי בבנייה של מבנים גבוהים או מבנים המתפרשים על פני שטח גדול. לאחר יציקת הבטון, נמתחים או נדרכים כבלי הפלדה ליצירת עומס מלאכותי על האלמנט, אשר מתנגד לעומסי השימוש של האלמנט ולמעשה מקזז את חלקם.

ישנן שתי שיטות עיקריות של בטון דרוך: דריכת קדם (Pre Tensioning), שבה מיוצרות קורות הבטון המזוין במפעל בטון, והן מגיעות לאתר כשהן יצוקות ודרוכות. קורות מבטון דרוך משמשות בדרך כלל לבניית גשרים או לקירוי הנושא עומסים גדולים על פני מפתחים גדולים. שיטה נוספת, ההולכת וצוברת תאוצה בשנים האחרונות, היא דריכת אחר של בטון (Post Tensioning).

דריכת אחר: יישום מדויק מאפשר יתרונות רבים

דריכת אחר של בטון (Post Tensioning) היא שיטה שבה הבטון אינו מגיע מוכן ודרוך מראש, אלא נוצר באתר הבנייה עצמו. בטכנולוגיה זו, הדורשת תכנון קפדני, שימוש בתוכנות מחשב מיוחדות ויישום קפדני ומקצועי במיוחד, מונחים כבלי הפלדה על גבי סולמות, שרוולי מתכת או צינורות פח, בטרם יציקת הבטון, והם נדרכים (נמתחים) רק לאחר שהבטון שנוצק התקשה והתחזק.

השימוש בשיטה זו מאפשר את הקטנת עובי התקרה, כמו גם את הפחתת כמויות הבטון והפלדה שבהן צריך להשתמש על מנת להגיע לחוזק הרצוי. כמו כן, באמצעות תקרות דרוכות אפשר לגשר בקלות על פני מפתחים גדולים ולהוריד את מספר עמודי התמיכה הנדרשים. בהשוואה לשיטות בנייה אחרות, אלמנטים דרוכים בדריכת אחר עמידים יותר בפני רעידות אדמה, לא נסדקים ואטומים יותר למים, וכתוצאה מכך בעלי יכולת להחזיק מעמד זמן רב יותר.

יום עיון מקצועי של איגוד המהנדסים ובנין הארץ

יום עיון מקצועי ראשון מסוגו בנושא דריכות אחר של בטון יתקיים ב-29.6 בחסות איגוד המהנדסים ובנין הארץ, המפעילה את מרכז הידע למהנדסים. ביום העיון, יציגו מיטב המהנדסים והמנהלים את הפיתוחים האחרונים בתחום, את הפוטנציאל של תכנון וביצוע תקרות דרוכות בדריכת אחר, את עקרונות התכנון והביצוע של שיטה זו ואת הדרכים ליישום נכון ומדויק שלה.

בין השאר, ירצו המהנדס נחום יחזקאל על יתרונות הבטון הדרוך, דורון קורמן על יבוא כבלים מחו"ל, מני הסהס, מנהל תחום הדריכות בבנין הארץ, ירצה על יעילות תפעולית וחדשנות בעולם הדריכות, מהנדס כורש חלפרי מ"ארמה מהנדסים" יציג נקודות לציון בתכנון ובביצוע של דריכות אחר, דידי ליבי, מנכ"ל סקאן אין, יציג פן נוסף של השימוש בטכנולוגיות אלו ואת האופן שבו אפשר לבצע שינויי תשתית בתקרות דרוכות, ומהנדס זיו סלומון ירחיב על ההבדל בין שיטת Bonded (מודבקת) ובין שיטת Unbonded (בלתי מודבקת) בדריכות אחר.

איך נרשמים ליום העיון על דריכות אחר?

יום העיון מקצועי, שייערך בפתח תקווה ב-29.6.22, מיועד למהנדסים, מתכננים, יזמים ומנהלי פרויקטים. עלות ההרשמה ליום העיון, כולל ארוחת צוהריים, עומד על 190 ₪ (לחברי איגוד המהנדסים 150 ₪).

לחצו כאן לפרטים נוספים ולהרשמה – מספר המקומיות מוגבל

הפוסט להיות בחוד החנית של ההנדסה האזרחית: יום עיון מקצועי בנושא "דריכת אחר" הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

ממתחם סרגיי בירושלים ועד בית הכנסת הגדול בתל אביב

משרד האדריכלים של אורי פדן מתמחה בשימור מבנים מאז 2006. המשרד מספק שירותי ליווי בפרויקטים של שימור ושיקום, תיעוד, פיקוח על הכנת תוכניות בניין ערים (תב"עות) והגשת בקשות להיתרים. בין הפרויקטים המיוחדים שבהם עוסק המשרד בשנים האחרונות אפשר למצוא את מתחם סרגיי בירושלים, את בית הכנסת הגדול בתל אביב, את רחוב הביל"ויים בגדרה, ופרויקטים נוספים בטבריה, בעכו ובפתח תקווה.  

ריאיון זה מתקיים לאור מיזם ייחודי שבוצע בירושלים, במסגרת שימור של מבנה בסמוך לשוק מחנה יהודה במרכז ירושלים. משרדו של אורי פדן ערך את תיקי התיעוד של מספר מבנים במתחם "עץ החיים", שאחד מהם הוא מבנה גן הילדים ההיסטורי של הישיבה, מבנה עתיק בן יותר ממאה שנה, שנבחר לשימור כחלק מפרויקט פיתוח רחב שבנייתו החלה לפני כשנתיים.  

במסגרת הפרויקט, המבנה ההיסטורי חוזק ונכלא בתוך קונסטרוקציית פלדה, נותק מיסודותיו, הורם על ידי מערכת בוכנות הידראוליות בחמישים סנטימטרים ונתלה על יסודות חליפיים וזאת על מנת לאפשר ביצוע של חפירת שבע קומות חניון תת קרקעי תחתיו, ונוסף על כך כדי להתאים את המפלס שלו למפלס של המבנים האחרים בפרויקט.  

"לכל מקום האמת שלו ולכל אדם הסיפור שלו" 

אדריכלות שימור מצריכה תפיסת עולם רחבה וידע רב תחומי שמשלב אדריכלות ובינוי ערים, תרבות, אומנות, חברה, אנתרופולוגיה, ארכיאולוגיה ועוד. התחלנו את הריאיון בשאלה הבסיסית: מאיפה מתחילים? 

אורי, איך ניגש אדריכל שימור למיזם שנוגע לבניין היסטורי? 

בשלב הראשון אנחנו מכינים תיק תיעוד. תיק תיעוד מכיל בתוכו מספר פרקים: פרק של הבנת הסטטוטוריקה, כלומר הרקע המשפטי של המקום, פרק של הבנת האדריכלות, שכולל את השרטוטים של המקום, איך הוא כיום, איך הוא היה במקור, ומהם השינויים שחלו בו ואיך הוא התפתח. נוסף על כך, יש סקר היסטורי שמכיל את הסיפור של המקום, על הנפשות שחיו בו, על הגיבורים שעברו בו או האירועים שהתרחשו בו. תיקי תיעוד הם הדרך לגלות מקום ולהבין אותו, וגם את המהות של השינויים שמתחוללים בו, כי יש מקומות שלשינויים יש סיפור משל עצמם ואז אתה בעצם הולך לנווט או להוביל שינוי נוסף. 

כלומר, אדריכל שימור חייב להיות מסוגל "לוותר על האגו" ולהשתלב בסיפורו של מקום?  

אני חושב שזה נכון לגבי כל אדריכלות, לא רק אדריכלות שימור. יש ביטוי של רנצו פיאנו, האדריכל שתכנן את מרכז פומפידו בפריז, שאמר שלכל מקום יש את ה"גנוס לוקי" שלו. כלומר, ה"גן" של המקום, המהות. את זה אתה מחפש כאדריכל. זה נכון שכאדריכל שימור זה מקבל דגש גדול יותר, כי אתה בא מנקודת המוצא שגם המבנה שקיים שם וגם החברה שמתנהלת שם, גם התרבות סביב המקום הזה וגם האירועים שקורים שם – כולם בעלי חשיבות, ושימור הוא לא תמיד רק המבנה עצמו. 

תוכל לתת דוגמה? 

יש לנו פרויקט בתל אביב באזור של פלורנטין מערב, אזור עם תכונה מאוד גדולה, וחשוב מאוד שלא רק המבנים יישארו אלא גם המהות של המקום שזה מלאכות, תעשייה קלה, נגרות וכיוצא בזה. הצורך הוא למצוא את ערכי המקום ולשמור אותם. אז אני מאוד מאמין בזה וחושב שזה גם המקום שממנו התחברתי לשימור. 

ובכל זאת, השימור צריך לאפשר לבניין להמשיך לחיות גם במציאות חדשה. איך מאזנים? 

אכן. בשימור יש צורך לפתח את המקום. לבצע התאמות למציאות. למשל, בחצר סרגיי יש חדרי שירותים שנמצאים במגדלים שבחצר. בייעוד מתוכנן של מלון מודרני, אי אפשר לעשות שירותים בחצר. אתה חייב לעשות התאמות להיום. זה נכון גם לגבי שימושים נוספים שלפעמים משתנים ומתפתחים.  

האם השקפה זאת רלוונטית גם לפרויקט השיקום במתחם עץ החיים? 

גם במיזם עץ החיים, מדובר במבנה שהתחיל כמבנה מגורים, הפך לישיבה, לגן ילדים, והיום אמור להפוך למבנה מסחרי. יש כל הזמן התפתחויות. אתה צריך כל הזמן לבדוק את עצמך, לבדוק את ערכי המקום, לבדוק אם אתה מצליח לשמור על האותנטיות של המקום. זאת המשימה. זה משמעותו של שימור. ההצלחה שלך נמדדת ביכולת לשמור על אותנטיות של מקום שממשיך להתפתח, וזה הכיף. 

"הייתה לנו הזכות להציל את מבנה גן הילדים במתחם עץ החיים" 

ספר לי קצת על פרויקט שימור מבנה גן הילדים במתחם עץ החיים. כיצד ניגשתם לעבודה הזאת, מה תכננתם? 

את מבנה גן הילדים הייתה לנו את הזכות להציל, כי בשלב שאנחנו נכנסנו למיזם, המבנה יועד להיות חלק ממבואה במגדל, כלומר שבפועל היו משאירים איזושהי חזית או חלק ממנה, שהיה משולב בתוך מבואה של מגדל. זה היה הופך את המבנה למין קישוט. תיק התיעוד אפשר לנו להעביר את חשיבות המבנה ואת הצורך להפוך אותו לחלק מהמתחם במקום לשלב אותו בתוך מגדל. 

מה בתיק התיעוד של הבניין גרם לך להבין שחייבים להציל את המבנה הזה? 

ראשית, יש לו ערך אדריכלי גבוה, הוא דוגמה יפהפייה לבנייה העות'מאנית של סוף המאה ה-19. כמו כן, יש את הערך ההיסטורי: גן הילדים היהודי השני שנבנה מחוץ לחומות, וזאת נוסף לעובדה שהוא חלק ממתחם ישיבת עץ החיים שגם לה יש סיפור היסטורי. ערך נוסף שיש למבנה הוא הערך הטכנולוגי: הוא בנוי בקומות, מאבן עם מילוי על בסיס דבש, הכולל סיד ולעיתים חרסית. ולבסוף, גם בשלמות שלו יש ערך. שמרנו על המבנה ולא על חלק ממנו. 

לצורך הפרויקט, נתלה הבניין על יסודות חליפיים והורם בחמישים סנטימטרים. מדוע? 

המתחם עבר תהליך ארוך של תכנון מורכב הכולל שילוב של הרבה פונקציות: מלונאות, מגורים, מסחר, מרכז ספורט. תת-קרקע גדול עם חניונים ופעילות גם על הקרקע אמור להיות ציבורי ופתוח לקהל ופתוח לציבור בכלל. כל המערכת הזאת יחד עם המבנה לשימור צריכה לעבוד יחד, ובאיזשהו רגע מסוים הייתה הבנה שהמפלס של המבנה נמוך מכל הקרקע שסביבו. ובגלל שבכל מקרה הייתה תוכנית לתלות אותו כדי לבנות תחתיו את החניון, החליט האדריכל איאן באדר ממשרד PEI, שזה המשרד שתכנן את הלובר בפריז, יחד עם האדריכלים המקומיים – אריה קוץ, יגאל לוי, והיום זה ברעלי לויצקי כסיף – להרים את המבנה למפלס הרחוב. 

זה אולי נשמע פשוט, אבל להרים מבנה בשלמותו בחמישים ס"מ זה מבצע הנדסי מורכב, לא?

בהחלט. מדובר באחד ממיזמי הבנייה המורכבים ביותר בישראל. הוא כלל את ההתמודדות ההנדסית של המשקל האדיר של המבנה הזה, וניתוק שלו מהקרקע בלי לזעזע אותו יתר על המידה. צריכים להבין שהמבנה בנוי מאבנים ועפר, שהמקבילה של זה עבור מי שלא נמצא בתחום של הנדסה אזרחית היא ארמון בחול, מודבק ברוח הטובה. 

כאדריכל, איך הייתה העבודה מול אנשי "בנין הארץ" שתכנננו וביצעו את ההרמה?  

יצא לי במסגרת הפרויקט הזה לעבוד עם אנשי "בנין הארץ". קודם כול, כל הכבוד שהם לקחו על עצמם את האחריות והרימו את הכפפה לאתגר הנדסי וטכנולוגי שהוא כמעט פורץ דרך בישראל. אני מסיר את הכובע בפניהם, וגאה שיצא לי להשתתף בפרויקט. 

כלומר, לאדריכלי שימור יש קשר שוטף למהנדסים ולמבצעים? 

יש מהנדסים שהם מהנדסי שימור, שזאת ההתמחות שלהם, והדיון איתם הוא באמת הדיון הטכנולוגי של איך לחזק כזה מבנה, איך לתחזק אותו, איך לחדש אותו, וגם לעיתים איך להוסיף עליו ולשנות אותו. על פי רוב ההמלצה שלי זה שיהיה גם מהנדס שימור שיודע ללוות ולתת מענה לצרכים של המבנה מבחינה טכנולוגית. אז כן, נדרשת הכרה של התחום הטכנולוגי בהנדסה אזרחית לביצוע אדריכלות שימור. 

האם טכנולוגיות חדשות כמו יריעות CFRP מאפשרות חופש גדול יותר?   

בהחלט. יש מקומות שבהם התכונות של יריעות הפחמן CFRP הן האופטימליות לטיפול במבנים לשימור. יש להן עמידות מתיחה, יש להן חתך דק מאוד, ויש מקרים שבהם מתבקש להשתמש בהן. לדוגמה: אם נדרש חיזוק של עמוד, אפשר לבצע זאת על ידי עיטוף ביריעות פחמן. אם היית עושה את זה עם בטון היית צריך עשרים סנטימטר או חמישה עשר סנטימטר של ברזל ובטון, ופה היריעה עצמה היא סנטימטר או שני סנטימטרים פחות או יותר, עם החומרים שבהם משתמשים כדי להדביק אותן. זה שומר על הפרופורציות של הרכיב האדריכלי. 

לסיום, כיצד היית מסכם את התובנות שלך מהפרויקט הזה? 

אני חושב שזה היה פרויקט יפה, וגם שיתוף פעולה יפה בין הצוות האדריכלי, האדריכלים של היזם ושל הפרויקט וגם של העירייה שנרתמה, הוועדה המקומית והוועדה המחוזית, מחלקת השימור, שנרתמו בשביל לקדם כזה פרויקט יפה, וכמובן המהנדסים והמבצעים של הפרויקט המורכב. אני יכול לסכם את התובנה שלי בכלל ממיזמי שימור: אנחנו בעידן של להרוס ולבנות מחדש, אבל אתה לא בהכרח מגלה את אמריקה בכל פעם שאתה בונה. אתה יכול לגלות את אמריקה דווקא מתוך הכרה והבנה של מה שהיה פה לפניך, מה הוא עשה והאופן שבו הוא עשה את זה. 

הפוסט האדריכל אורי פדן: "זהו אחד ממיזמי הבנייה המורכבים ביותר שנעשים בישראל" הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

מפעלי חומרים מסוכנים ורעידות אדמה: חשש כפול

המשמעות של רעידת אדמה עבור מפעלים העושים שימוש בחומרים מסוכנים (מפעלי חומ"ס) היא סכנה כפולה.

ראשית, הסכנה לפגיעה בחיי אדם ובסביבה. כמדינה שבה ריכוזי אוכלוסייה נמצאים בסמוך למפעלים ולהתקנים תעשייתיים, כפי שאפשר לראות, למשל, באזור חיפה והקריות, אזור אשדוד ואזורי תעשייה נוספים, קיימת חשיבות להגן על חיי אדם. בעת רעידת אדמה בעוצמה בינונית ומעלה, צפויים להיפגע מבנים ומתקנים בתוך מפעלי חומ"ס שיגרמו לדליפות של חומרים מסוכנים, התלקחויות ונזקים נוספים, שעלולים להביא לנפגעים רבים במפעל ומחוצה לו.

בצד הסכנה הממשית לחיי אדם ולבריאות הציבור, קיימת גם סכנה פרטנית לבעלי המפעלים: פגיעה ביכולת של המפעל להמשיך לפעול, באופן מלא או חלקי. כפי שאפשר לראות מנזקי רעידות אדמה שכבר התרחשו בעולם, הפגיעה במפעלים יכולה לגרום להשבתת המפעל ולפגיעה משמעותית ברציפות התפקודית שלו, בין אם בעקבות קריסת קירות, שברים במתקנים או התבקעות והיסדקות של מכלים.

החדשות המעודדות: אפשר להיערך לנזקי רעידות אדמה על ידי שימוש בטכנולוגיות חיזוק שישפרו משמעותית את עמידותם של מפעלי חומ"ס לרעידות אדמה. כך, אפשר להקטין את ההסתברות לנפגעים ולהעלות את הסיכויים לרציפות תפקודית של המפעל.

מפעלי חומ"ס: היערכות ישראל לרעידות אדמה

מדינת ישראל ערה לחששות ולנזקים הצפויים בעקבות רעידות אדמה בקרבת מפעלי חומ"ס, כמו גם לאפשרות להיערך לחיזוק המפעלים ומתקניהם. בעשור האחרון החלה המדינה אף לנקוט פעולות מעשיות בנושא, בעיקר דרך רגולציה.

כך, למשל, ב-7.4.2010 אישרה ועדת שרים לענייני ההיערכות לטיפול ברעידות אדמה החלטת ממשלה בעניין "פעולות ומטלות של משרדי ממשלה ויחידות הסמך בנוגע להיערכות לטיפול ברעידות אדמה". בהתאם, המשרד להגנת הסביבה החל לקבוע למפעלים הרלוונטיים תנאים בהיתר רעלים, שיישומם יסייע בצמצום או במניעת אירועי חומרים מסוכנים בעקבות רעידת אדמה. המשמעות המעשית היא שעל מפעלים המסווגים כרלוונטיים לצאת לפרויקט חיזוק סיסמי לרעידות אדמה, כדי לקבל היתר רעלים ולהמשיך בתפקוד.

חיזוק מפעלי חומ"ס: המשמעות עבור המפעל

בהתאם לרגולציה, בשלב ראשון נדרש המפעל לבחון אם על פי תרחיש רעידות אדמה של המשרד להגנת הסביבה קיים סיכון לפגיעה בציבור. במידה שהתשובה חיובית, על המפעל לבצע סקר עמידות, המורכב מסקר סיסמי וסקר הנדסי. בהתאם לממצאים, יתוכנן פרויקט שיפור העמידות של המפעל.

חשוב לדעת, שפרויקט חיזוק מפעלים מפני רעידות אדמה משתנה משמעותית בין מפעל למפעל. לעיתים מדובר בפרויקט משמעותי, יקר וארוך, ולעיתים מדובר בפרויקט קטן, נקודתי וקצר. המדדים המשפיעים באופן ישיר ועקיף על היקף פרויקט החיזוק הם, בין השאר, שטחו של המפעל, גילם של המבנים, מספר המבנים וההתקנים שיש לחזק והנגישות אליהם. מדד משמעותי נוסף הוא אופן התפעול של המפעל. למבנה המפעל, רצף הייצור ושרשרת הפעילות יכולות להיות השלכות על תכנון החיזוקים ויישומם בשטח בפועל.

בשל כל אלה, ביצוע פרויקט של חיזוק מפעל חומ"ס מחייב קשר הדוק לשטח, משלב התכנון ההנדסי ועד לביצוע בפועל, לרבות מעורבות פעילה של צוות המפעל בפרויקט החיזוק. במילים אחרות: היערכות נכונה של המפעל מבחינה תפעולית, בחירה בפתרונות טכנולוגיים מדויקים וביצוע חכם בשטח יכולים להשפיע הן על עלות הפרויקט והן על משכו.

כיצד אפשר להיערך לפרויקט של חיזוק מפעל לרעידות אדמה?

יש מספר דרכים שבהן אפשר להיערך לפרויקט של חיזוק מפעלים לרעידות אדמה. ראשית, מעורבות גבוהה של המפעל כבר בשלב תכנון הפתרונות. שנית, היערכות לפער מובנה שיש בין תכנונים הנדסיים לבין המצב במפעל בשטח, ולשינויים שיש לבצע תוך כדי יישום הפתרונות, ולבסוף, קשר הדוק עם צוות הקבלן בשטח והמהנדס שלו.

כדי להבין את חשיבות המעורבות של המפעל בפרויקט, הן בשלב התכנון והן בשלב הביצוע, ולאחר שיחות שנערכו עם המשרד להגנת הסביבה והתאחדות התעשיינים, הופקה חוברת המרכזת את עיקרי הדברים עבור מנהלי מפעלי חומ"ס העומדים בפני מיזם חיזוק.

את החוברת אפשר להוריד מאתר האינטרנט "בנין הארץ – מפעלים", המרכז מידע רב בכל הנוגע לחיזוק מבנים במפעלים ומתקנים תעשייתיים. לדף באתר שממנו אפשר להוריד את החוברת לחצו כאן.

*אין באמור בכתבה זו בכדי להוות תחליף לייעוץ משפטי או רגולטורי בנוגע להליכי חיזוק מפעלים לרעידות אדמה

הפוסט חיזוק מפעלים לרעידות אדמה: האתגר וההזדמנות הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

מדוע החליט ירון אופיר לעסוק דווקא בתחום זה של רעידות אדמה, מה מייחד את התחום, ומה מתרחש בישראל בפועל כהכנה לרעידות אדמה? אלה חלק מהשאלות שהפנינו אל ירון בשיחה שקיימנו עימו לאחרונה.

"האור האדום נדלק אצלי אחרי רעידת האדמה בטורקיה ב-1999"

כמו הרבה מהנדסים אזרחיים בישראל, גם מהנדס ירון אופיר הוא בוגר הטכניון. אולם, שלא כמו אחרים, את התואר השני שלו בטכניון עשה ירון בתחום של הנדסת רעידות אדמה. ברזומה של ירון אפשר למצוא מעורבות במיזמים כמו נתב"ג 2000, המרינה בהרצליה, ומיזמי שדרוג סיסמי לבתי חולים, בתי ספר, מתקני תעשייה ומבני ציבור, ובין לקוחות משרדו נמצאים כיום שמות שכולנו מכירים כמו אוסם, תנובה, שטראוס, כיל, בזן, משרד הבריאות, משרד החינוך ועוד רבים אחרים.

ירון, מה מושך מהנדס צעיר לעסוק דווקא ברעידות אדמה?

התחום הזה התחיל לרתק אותי כבר בתואר הראשון, כיוון שהרגשתי שזה תחום ייחודי שבו המחקר פעיל, דינמי ורחוק מלהגיע למיצוי. אולם ההחלטה לעסוק בו באופן מלא נפלה בשנת 1999, במהלך ביקור שלי בטורקיה אחרי רעידת האדמה בחבל קוג'אלי ורעידת המשנה בחבל דוזג'ה. המראות שראיתי שם והדמיון לגישות הבנייה בישראל, במיוחד בעיר הנופש המודרנית בולו, הדליקו אצלי נורה אדומה לגבי ישראל.

מה ראית שם שגרם לאותה נורה אדומה להידלק?

התחושה בארץ הייתה שהבנייה בטורקיה נחותה מהבנייה בישראל, אך כשביקרתי בערים מודרניות שנפגעו ברעידת האדמה, כמו בולו, ראיתי שהבנייה שם דווקא דומה לישראל בגישה שלה, ובכל זאת הנזק היה עצום. זה היה הרגע שבו בחרתי לעשות את התואר השני בנושא זה, ולהחליט שזה התחום שבו אני מתעמק בקריירה המקצועית שלי.

מדוע נחשב התחום הזה לתת-תחום בתוך הנדסה אזרחית שמעטים עוסקים בו?

יש בתחום הזה כמה גורמים ייחודיים שמצריכים מומחיות מיוחדת. כך, למשל, בעוד מהנדסים רגילים לתכנן עומסים בחשיבה אנכית, ברעידות האדמה התזוזה היא תלת ממדית בדגש על הרכיב האופקי. יותר מכך, אופי התנודה הוא נשלט הזזה, וגישת התכן לכוחות השגורה והמוכרת אינה מתאימה להבנה ולמתן פתרונות תכן ושדרוג הולמים. דמו לעצמכם ניעור של שטיח, שמייצג את תנודת הקרקע ברעידת אדמה. הרכיב מאולץ להזזה, וברעידה חזקה שאליה אנו מתכוננים, חלק מהרכיבים נכנס לתחום הלא ליניארי החומרי, שבו תוספת כוח כבר לא משמעותית, אלא בעיקר התזוזה היחסית בין שני צידי האזור שנכנע. נוסף לכך, ההטרחות הפועלות על הרכיבים המבניים משתנות לאורך הזמן של הפעילות הסיסמית, וגם זו תופעה שפחות נוח למהנדסים להתמודד איתה.

וזה לא משהו שלומדים בבסיס התואר של הנדסה אזרחית?

בישראל אין מספיק מודעות לחשיבות הנושא ולכן הידע שמקבלים במוסדות האקדמיים בנושא זה הוא בסיסי וראשוני בלבד. מי שלא בוחר להתעמק בנושא ולהתנסות בו, יתקשה להבין לעומק את התופעה של תנודה סיסמית ולא יפתח את האינטואיציה הנכונה בגישה לפתרונות הנדסיים הקשורים בה.

יש חשיבות לביקורים של מהנדסים באזורי אסון כמו זה שאתה עשית בטורקיה ב-1999?

בהחלט. ביקרתי, יחד עם קבוצת מהנדסים מהחברה, בעוד שני מוקדי רעידות אדמה, בסין בשנת 2008 ובאיטליה ב-2016. כאשר רואים את ההריסות בשטח, מול רישומי הרעידות(Time history records) מבינים יותר לעומק את התופעה של רעידות אדמה ואת דרכי ההתמודדות הנכונות איתה. למשל, ברעידת Amatrice באיטליה ב-2016 אפשר היה לראות בבירור את השפעת הדומיננטיות המובהקת על תנודת הבסיס בכיוון מזרח–מערב שנפגע, לעומת הצד השני שבו לא נצפה נזק כפי שנראה בבירור באיור הבא. תופעה זו נגרמה בגלל "פולס המהירות", שהוא גל הרסני המתקבל לעיתים בנקודות מסוימות בקרבת קו השבר בתנאים מסוימים המשפיעים על אופן מעבר הגלים בקרקע. הסבר ופירוט הרשמים שלנו מהרעידה אפשר לקרוא באתר מִנהל התכנון.

אז למעשה התחום של חיזוק סיסמי תמיד מותאם פרטנית למבנה ספציפי?

יש קבוצות מבנים בעלות התנהגויות דומות, אך התפיסה היא שלכל מבנה יש הפתרון שלו. יכול להיות ששני מבנים בעלי שלד זהה יזדקקו לפתרונות חיזוק אחרים, כיוון שהם נמצאים על קרקע שונה, ומנגד – יכול להיות ששני מבנים שנמצאים על אותה קרקע יזדקקו לפתרונות שונים כיוון שהתכנון ההנדסי שלהם שונה.

"הגישה של תכן תפקודי מחייבת הבנת שימוש המבנה ולא רק את מיגון המבנה עצמו"

רעידת האדמה בטורקיה ב-1999 לא הדליקה נורה אדומה רק בראשו של ירון אופיר. כתוצאה מרעידת האדמה, ומהמראות הקשים שזכו לסיקור נרחב בישראל בשל פעילות משלחת ההצלה של צה"ל, הוקמה "ועדת ההיגוי הבין-משרדית להיערכות מדינת ישראל לרעידות אדמה". ירון אופיר הוא חבר בוועדת המומחים ההנדסית של ועדת ההיגוי הבין-משרדית, ואף כיהן כיו"ר ועדת המומחים לתקן ישראלי 2413 להערכת עמידות מבנים קיימים לרעידת אדמה וחיזוקם.

ירון, מה מצבה של ישראל מבחינת התקינה?

התקינה הישראלית מפגרת יחסית לתקינה הקיימת בתחום במדינות מסוימות. עם זאת, לשמחתי, בשלוש השנים האחרונות יש שינוי חיובי לגבי התקן הנוגע לחיזור מבנים קיימים (ת.י 413.3), הפותח פתח לגישות מתקדמות, כמו הגישה של "תכן תפקודי".

מה זה "תכן תפקודי"?

הגישה של תכן תפקודי (Performance based), בניגוד לתכן תקני (prescriptive based), לא מסתפקת בלבחון את השאלה אם החיזוק שאנחנו עושים במבנה תואם את דרישות התקן, אלא בוחנת מהו התפקוד הרצוי של המבנה לאחר התרחשותה של רעידת אדמה. לדוגמה: נניח שמדובר במבנה שיש בו מכונת MRI שמשרתת אלפי אזרחים 24/7. לפי גישת התכן התפקודי החיזוק צריך להוביל למצב שבו לא רק שרעידת האדמה לא תמוטט את המבנה או תגרום לנפגעים בנפש, אלא שהמבנה יוכל להמשיך לתפקד כמרפאה אחרי הרעידה ומכשיר ה-MRI, אספקת החשמל אליו והמיזוג בחדר ימשיכו לתפקד. החיזוק נעשה לשם פונקציה תפקודית של המבנה, השימוש שלו בפועל.

והתפקוד משתנה, מן הסתם, בין מבנה מגורים למבנה ציבורי או למפעל?

נכון. אם, למשל, אנחנו מדברים על בית חולים, הרי שחלק מהתכן התפקודי יהיה לוודא שימשיך לזרום חמצן למכונות הדיאליזה של בית החולים, מה שאומר שצריכים לטפל במכלי חמצן ובצנרת המזרימה אותם בין חלקי בית החולים. במפעל העושה שימוש בחומרים מסוכנים, לא מספיק לוודא שהמבנים לא יתמוטטו אלא חייבים להבטיח שלא יתפשט חומר מסוכן החוצה ממתקני המפעל בעקבות רעידת אדמה, ובמפעלים אחרים החיוניים למשק ולכלל האוכלוסייה, כמו מחלבה, יש לדאוג שהמפעל יוכל להמשיך לתפקד, בעת רעידת אדמה ואחריה.

כיצד משפיעה שיטת התכן התפקודי על גישת המהנדס למתן פתרונות חיזוק?

השיטה הזו מחייבת את המהנדס להבין לעומק את התנהגות המבנה. במקרה של רעידת אדמה – מה יקרה למבנה, ומהו תרחיש הכשל הצפוי: מה נכשל ראשון ומה אחר כך. במקרה של מפעל – השיטה מחייבת להבין כיצד יתפקד כל אחד מהאלמנטים במפעל, וכיצד עובד הקשר ביניהם. התכן התפקודי לא מאפשר לך, כמהנדס, לסמן וי על חיזוק ספציפי, אלא להבין מהי המשמעות של החיזוק הזה מבחינת התפקוד של המפעל.

"התכן התפקודי מאפשר גמישות והכנסת טכנולוגיות יישומיות חדשות"

בעוד התחום של הנדסה אזרחית נחשב לשמרני, דווקא בתחום של חיזוק סיסמי אפשר לראות יישום של טכנולוגיות חדשות למכביר, החל משימוש בפתרון המוכר של יריעות פחמן CFRP, דרך שימוש במרסנים ויסקוזיים ומבזבזי אנרגיה, ועד לניתוק ובידוד של מבנים שלמים מהקרקע.

יש סיבה לכך שדווקא בתחום של חיזוק סיסמי אנחנו רואים טכנולוגיות חדשות?

גם כאן יש משקל לגישת התכן התפקודי. הוא הופך את המהנדס לסוג של רופא מומחה, שיכול לאבחן בעיה ספציפית ולטפל בה, במקום לטפל בגוף כולו בגישה כוללנית מדי. ברגע שנדרשים פתרונות ייחודיים למצבים ייחודיים, הטכנולוגיה יכולה להיכנס ולתת מענה. כך, למשל, שימוש במרסנים ויסקוזיים יכול לאפשר חיזוק של מתקן ללא השבתתו. נוסף על כך, במהלך עבודה במפעל יכולים להתגלות תוך כדי עבודה אילוצים שמחייבים לחזור אל שולחן השרטוטים ולמצוא מענה טכנולוגי חדש.

כלומר, בפרויקט חיזוק מפעל, המהנדס ממשיך להיות מעורב גם לאחר התכנון?

זה נכון. ראשית, כאשר מדברים על מבנה קיים, תמיד יש נעלמים. זה יכול להיות עומק היסודות בפועל, או נתון אחר הנוגע לקרקע או למבנה. נוסף על כך, בתעשייה הישראלית אנחנו רואים מפעלים שנבנו בשלבים, עם שיפורים של המסד הקיים ואלתורים שונים. כך, תוך כדי עבודה יכולות להתגלות בעיות של נגישות למתקן או הגבלות טכניות אחרות, ויש למצוא פתרונות חלופיים לביצוע.

אז למעשה פרויקט חיזוק מפעל נגזר מסך החיזוקים הספציפיים שיש לבצע בו?

כן. בחלק מהמקרים הפרויקט יכול להיות מורכב, כזה הכולל טיפול בהרבה אלמנטים במפעל ובקשר שביניהם – אך בחלק מהמקרים הפרויקט יכול להסתכם בחיזוק נקודתי פשוט למכל ספציפי.

ובכל זאת, בעלי מפעלים רבים חוששים לצאת לדרך עם פרויקט כזה. למה?

מנקודת השקפתו של מנהל מפעל, הוא צריך להוציא לא מעט כסף על פרויקט שלא תורם לו לייצור באופן מיידי, ושאף עלול להשבית לו או לשבש לו את העבודה במפעל. זו נטייה טבעית לנסות לדחות כזה פרויקט. בגישת התכן התפקודי אפשר למצוא פתרונות שימזערו את אי הנעימויות האלה, אך עדיין זו אי נעימות. עם זאת, אני פוגש בענפים שונים גם אנשים שמבינים את החשיבות, את החשיבה ואת הצורך – ויוצאים לדרך, במיוחד כשהם מבינים שבאירוע סיסמי הייצור ופעילות הליבה עלולים להיות מושבתים לתקופה ארוכה מאוד ולסכן את ההמשכיות העסקית של המפעל.

מה אפשר לעשות כדי לעודד בעלי מפעלים לצאת לדרך? 

צריכים רגולטור חזק יותר שיוכל לתת אולטימטום ברור. נוסף על כך, חסרה בשנים האחרונות יותר הסברה שתעורר מודעות ותפיג חששות בקרב בעלי התפקידים הרלוונטיים במפעלים. אפשר להנגיש את נושא ההמשכיות העסקית, להנגיש ידע בתחום, לקיים כנסים מקצועיים, להסביר את חשיבות השרידות של מפעל והמשך תפקודו לאחר רעידת אדמה ועוד, אבל בפועל, לצערי, הטבע האנושי מלמד שרק אחרי שתתרחש בישראל רעידת אדמה, המודעות לחשיבות הנושא תעלה בהיקף נרחב יותר.

שאלה לסיום: אחרי כל כך הרבה פרויקטים של חיזוק מבנים – עדיין אפשר לאתגר אותך?

אני מרגיש שאפילו לא התחלנו. ברור שקרו דברים ויש התפתחויות. חיזקנו בתי ספר, בתי חולים, מתקנים אסטרטגיים, מפעלים בענפים שונים, אבל כל זה הוא בערך 3%-5% ממה שעוד צריך לעשות.

הפוסט מהנדס ירון אופיר: "גישת התכן התפקודי מאפשרת שילוב טכנולוגיות מתקדמות להגדלת הבטיחות במבנים באירוע סיסמי" הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

השימוש בחומרים מרוכבים כמו יריעות סיבי פחמן לצורך חיזוק מבנים מוכר כבר למעלה מעשרים שנים. בשנים האחרונות, עם התפתחות הטכנולוגיה, הוא כבר הפך לפתרון סטנדרטי ומקובל במגוון רב של מקרים. הטכנולוגיה של דריכת רצועות פחמן היא חדשה יותר ונועדה לנצל את החוזק הרב של סיבי הפחמן וגמישותם כדי לחזק אלמנטים שונים. יישום דריכת היריעות יכול להתבצע על אלמנטים שונים העשויים מבטון יציב וחזק במיוחד בלבד, והוא מתאים בעיקר לחיזוק מבנים מפני רעידות אדמה, חיזוק גשרים, הסרת קירות ועמודי תמך וכדומה.

המטרה של דריכת קיר הבריכה ע"י רצועות CFRP בצידה החיצוני היא יצירת כוחות לחיצה אופקיים בחתך הקיר לכל גובהו בכיוון רדיאלי, מבחוץ פנימה, כדי לנטרל את כוחות המתיחה הנובעים מהלחץ ההידרוסטטי של המים הפועלים בכיוון רדיאלי מבפנים החוצה. למי שאינו מהנדס, הדימוי הקרוב ביותר לכך הוא הלבשת מחוך על המבנה המעוגל כדי ללחוץ עליו מהצד החיצוני פנימה.

דריכת היריעות מתבצעת באמצעות רכיב מיוחד התופס את הרצועה בכל אחת מהקצוות שלה ומעוגן באופן ייחודי לבטון, באופן המאפשר את דריכת הרצועה לאחר הדבקה למבנה. הרכיב הייחודי רשום כפטנט של חברת STRESSHEAD השווייצרית, והחברה שנבחרה לביצוע היישום במיזם זה היא בנין הארץ, המוסמכת על ידי STRESSHEAD לביצוע המשימה. לרגל המאורע אף הגיע מהנדס STRESSHEAD לישראל, מרסל ריי, כדי ללוות את היישום בשטח.

"אנחנו עובדים בהרבה מדינות ברחבי הגלובוס, ומחזקים בעזרת הטכנולוגיה שלנו גשרים שניזוקו עקב תאונות או קורוזיה, מבנים שנסדקו, בניינים שיש לחזק מפני רעידות אדמה וכדומה", מסביר מרסל ומוסיף: "בישראל יש לנו שותפות אמיצה עם חברת בנין הארץ, ויחד איתה אנחנו מיישמים בימים אלה את הפרויקט הראשון בישראל של דריכת יריעות פחמן".

לאחר הגשת כיבוד קל, מתכנסים המהנדסים סביב צוות העבודה של בנין הארץ שמתחיל במלאכת הספגת רצועות הפחמן בחומר אפוקסי, ולאחר מכן בהדבקה מדויקת של הרצועה סביב לבריכה, שקוטרה הפנימי עומד על 8 מטרים. בעוד הצוות מתארגן לשלב הבא – דריכת הרצועה – ביקשנו לשוחח עם אחד ממהנדסי מקורות על המיזם, וכל מהנדס שאליו פנינו כדי לשאול על הפרויקט, הפנה אותנו לאדם אחד: אלקס בלדר.

חדשנות בעולם שמרני: חברת מקורות צועדת קדימה

אלקס בלדר הוא המהנדס האחראי מטעם מקורות על הפרויקט. אלקס הוא מנהל מחלקת הנדסה אזרחית במטה הארצי של מקורות, והספקנו לתפוס איתו שיחה קצרה בטרם ביצוע מלאכת הדריכה.

אלקס, מדוע הפרויקט הזה מעורר עניין כה רב בקרב המהנדסים?

מה שמיוחד כאן זה לא המבנה שאנחנו מחזקים, אלא השיטה. אנחנו רוצים לנסות, בפעם הראשונה בישראל, לחזק את הבריכה עם חומרים מרוכבים ובשיטה מיוחדת של דריכת רצועות סיבי פחמן, במקום בשיטות מקובלות כמו כבלי פלדה.

מדוע חברה ותיקה ושמרנית כמו מקורות מנסה בכלל שיטות חדשות?

המסע לחיפוש, גילוי ויישום טכנולוגיות חדשות מתקיים תמיד בחברת מקורות. לאחרונה הנושא אף קיבל תאוצה מיוחדת ויש כיום במקורות יחידה שעוסקת בחדשנות טכנולוגית: חיישנים, רחפנים, אמצעי ניטור, וגם שיטות חדשות בהנדסה אזרחית. לשיטה הזו של דריכת רצועות פחמן נחשפנו על ידי חברת בנין הארץ, שהציגה לנו את השיטה, המבוססת על חומרים של חברת SIKA ועל פיתוח של חברת STRESSHEAD. הפרויקט כאן מבחינתנו הוא פיילוט שממנו נגזור מסקנות לפרויקטים נוספים של מקורות.

ומה למעשה אתם בוחנים במסגרת הפיילוט?

עצם השימוש בסיבי פחמן לחיזוק מבנים אינו חדש, זהו פתרון מוכר שאנחנו כבר משתמשים בו ויודעים שהוא עובד. במקרה הזה אנחנו בודקים את השיטה של דריכת רצועות פחמן, ובעיקר אם היא כלכלית ליישום בהשוואה לפתרונות אחרים. כדי שטכנולוגיה כזו תיכנס לשימוש היא צריכה לא רק להיות טובה מבחינה הנדסית, אלא גם תחרותית מהפן הכלכלי. מובן שגם מעניין אותנו לראות איך היישום נראה בשטח.

ואיך אתה מתרשם עד כה מיישום השיטה בשטח?

רמת העבודה גבוהה מאוד ורואים את זה בכמה מישורים. למשל, ההקפדה על דיוק ורמת הפיקוח ובקרת האיכות. לא כל הקבלנים מיישמים את השיטות המורכבות האלה בשטח, למעט אם מדובר בפרויקט ענק, ובנין הארץ עושה את זה בכל פרויקט שאנחנו עושים איתה. נוסף על כך, מאוד מרשים שנציג של חברת STRESSHEAD הגיע לכאן משווייץ כדי ללוות את הפרויקט יחד עם בנין הארץ.

דריכת יריעות פחמן: הטכנולוגיה ממשיכה להתקדם

בסופו של התהליך ייעשה שימוש ב-8 רצועות שונות שיידרכו סביב הבריכה, והדריכה של הרצועות נעשית לפי סדר שנקבע מראש על ידי משרד המהנדסים שתכנן את החיזוק, רביץ מהנדסים. בשלב זה מתבצעת דריכה של הרצועה השנייה. צוות בניין הארץ, יחד עם מרסל, מבצעים מדידות אחרונות של המתח הנדרש ברצועה ושל אמצעי העיגון, והדריכה מתבצעת באמצעים הידראוליים. לפי חיוכו של מרסל, אנחנו מבינים שהדריכה התבצעה במדויק, והצוות מתחיל להתארגן לדריכת הרצועה הבאה בתור.

לדברי אליאל בלום, מנכ"ל בנין הארץ, יותר ויותר חברות מתייחסות אל פתרונות החיזוק באמצעות חומרים מרוכבים כאל פתרונות קו ראשון לחיזוק. "היתרונות של שימוש בחומרים מרוכבים הם רבים, והטכנולוגיה רק מתקדמת. הפתרון שאנחנו מיישמים פה עבור מקורות הוא לא רק פתרון אלגנטי וחכם יותר, אלא גם חוסך בעיות נוספות, כגון קורוזיה, שאופיינית לשימוש בפתרונות אחרים כמו כבלי פלדה".

זהו. הפרויקט הראשון של דריכת רצועות פחמן בישראל הסתיים. עד כמה מהר הוא יחדור לשאר השוק? כמו כל טכנולוגיה טובה, אנחנו מעריכים שמהר מאוד.

להצגת האתגרים ההנדסיים של הפרויקט, תהליך היישום והחישובים שבוצעו לצורך כך – קיראו את ה- case study המלא

הפוסט לראשונה בישראל: חיזוק בריכת מים על ידי דריכת יריעות פחמן הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

כדי ליישם טכנולוגיה צריך ידיים שיודעות לעשות את העבודה

מהו האתגר שעמד בפניך כעולה חדש בעל השכלה ממדינה זרה?

מעבר לאתגר השפה, נתקלתי בקושי להיקלט לעבודה בתחום ההנדסה. על אף שהייתי כבר בעל ניסיון מוכח, הכירו בידע שלי רק באופן חלקי, ושלא בצדק: רמת הלימודים באיראן בתקופה שבה למדתי היא בעיניי גבוהה יותר מזו שיש בישראל. דבר נוסף ומשמעותי מאוד שאני פוגש בשטח הוא היעדר הניסיון. אני עבדתי באיראן תוך כדי הלימודים, וכאשר סיימתי אותם כבר הכרתי את העבודה. בארץ – בוגרי תואר בהנדסה יוצאים מהאקדמיה רק עם ידע תיאורטי, והיעדר הניסיון ניכר בשטח.

איך בכל זאת מצאת עבודה בתחום לאחר שעלית לישראל?

לאחר תקופה ארוכה של חיפוש עבודה, הצעתי את עצמי כשרטט, ולאחר מספר חודשים, כשהוכחתי בקיאות מקצועית, כבר עברתי לבצע עבודות הנדסיות. אתגר נוסף שעמד בפניי היה למידת התקן הישראלי הייחודי, השונה מאוד מהתקן האירופי. הופתעתי לגלות ערב-רב של שיטות הנדסיות שמיושמות על פי התקן הגרמני, הצרפתי והבריטי. הבנתי שכל מהנדס עובד לפי השיטה שלו, כיוון שרוב המהנדסים הם עולים חדשים.

האם הערב-רב של השיטות משליך כיום על היכולת ליישם טכנולוגיות חדשות?

הנדסה אזרחית היא תחום שמרני מאוד. זה לא תחום שמתקדם מהר כמו תחום האלקטרוניקה למשל. מי שמשפיע על הנושא של קבלת טכנולוגיות חדשניות הם בעיקר הקבלנים והיזמים, כיוון שכל טכנולוגיה חדשה שנכנסת לשוק מצריכה היתכנות הנדסית, ולאחר שזו קיימת – נדרשת היתכנות כלכלית, וצריך ידיים שיודעות לבצע את העבודה, קבלן שיֵדע ליישם את הטכנולוגיה בפועל. אי אפשר לתת לכל אחד לעשות את זה. לכן, זה שקיימת טכנולוגיה לא אומר שישתמשו בה.

אתה יכול לתת דוגמה לטכנולוגיה שהשוק התקשה להכניס לשימוש?

זה קרה עם סיבי פחמן CFRP ועם סוגים שונים של דבקים כימיים, וגם עם תקרות דרוכות. באופן אישי, הכרתי את הטכנולוגיה כבר לפני 25 שנה, כאשר רק מעטים הכירו אותה – אפשר היה לספור אותם על כף יד אחת: היו ארבעה קבלנים שידעו לעשות את זה, ויזמים לא הכירו את הנושא, מה שהפך את העניין ליקר מאוד. רק כאשר יזמים וקבלנים כמו בנין הארץ נכנסו לתחום, הדברים התחילו לזוז, והיום הם כבר בשימוש תדיר.

תשכחו מסדקים: טכנולוגיית התקרות הדרוכות

אם כבר הזכרת תקרות דרוכות: מהם העקרונות ההנדסיים מאחורי הטכנולוגיה הזו?

אנחנו יודעים שבטון קונבנציונלי יודע לקבל לחצים, אבל לא טוב במתיחה. בבטון מזוין (Reinforced Concrete), לעומת זאת, הברזל שמשלבים בבטון מאפשר מתיחה וכושר התנגדות גבוה יותר. הרעיון בתקרה דרוכה הוא להכניס מראש לחץ במקומות נבחרים לפי כמות הדריכה שאנחנו רוצים ליצור. את הדריכה עצמה מבצעים באמצעות כבלים ייעודיים, והעומס המלאכותי שיצרנו מתנגד לעומסי השימוש של האלמנט ומקזז את חלקם. המוצר שמתקבל הוא איכותי יותר, כזה שלא יהיו בו כמעט סדקים.

מהי המשמעות של דריכת אחר (Post Tensioning)?

בשיטה הזו, דורכים את הבטון באתר הבנייה עצמו, לאחר יציקת הבטון. כלומר, מניחים כבלי פלדה על גבי סולמות, שרוולי מתכת או צינורות פח לפני שיוצקים את הבטון, אך עדיין לא דורכים אותם. רק לאחר שהבטון עצמו נוצק, התקשה והתחזק, מותחים את כבלי הפלדה באמצעות מכשור מתאים, והלחיצה מאפשרת לבטון הדרוך המוגמר לעמוד בלחצים בהצלחה, מבלי לקרוס עם כוחות מתיחה ועומסים שונים. בשיטה האחרת, דריכת קדם (Pre-Tensioned), דורכים את הכבלים לפני יציקת הבטון, ולאחר שהבטון שנוצק התקשה והתייצב – חותכים את הכבלים המותחים, והפלדה בתוך הבטון נותרת מתוחה. משתמשים בשיטה הזו כדי להכין חלקי בטון מוכנים מראש, כמו לוח"דים. היתרון בדריכת קדם הוא שהאלמנט מגיע לאתר הבנייה כאלמנט מוכן שנעשה בתנאי מעבדה, ולכן הוא מדויק מאוד.

הבנתי שיש שתי שיטות שונות בדריכת אחר – BONDED, ו-UNBONDED. מה ההבדלים ביניהן?

העיקרון בשתי השיטות הוא אותו עיקרון, אלא שבשיטה אחת הכבלים מנותקים מהבטון ואינם דבוקים אליו (UNBONDED), ובשיטה השנייה מזריקים דייס צמנטי, (טיט סמיך שתפקידו העיקרי הוא להגן על כבלי הפלדה מפני החלדה) לתוך שרוולי הפלסטיק העוטפים את הכבל, ומדביקים את הכבלים לבטון.

הדריכה הכוללת הדבקה (Bonded Post Tensioning) יוצרת מבנה הרבה יותר עמיד, כיוון שאנחנו לוקחים בחשבון מבחינת הרס גם את החומר של הכבל. כאשר לא מדביקים את הכבלים, אם מאיזושהי סיבה הכוח ישתחרר – נניח במקרה של קידוח – הכוח של הדריכה יעלם. בשיטת ההדבקה, הכוח עובר לבטון, ולכן אם כבל נפגע – זו פגיעה נקודתית, ובשאר התוואי שלו הכבל מעביר את הכוח לבטון. זה בטוח יותר, אבל אין צורך להשתמש בזה בכל מבנה. משתמשים בדריכת BONDED בתקרות חשובות, כמו קורות של גשרים, במקומות שבהם יש עמודים תומכים, ובמקומות בעלי נטייה להחליד. זו שיטה יקרה יותר, וחבל לייקר את תהליך היכן שלא צריך.

זה מוכח מחקרית: תקרות דרוכות מאפשרות חיסכון של 15% בממוצע בעלויות הבנייה

מהם היתרונות של תקרות דרוכות בדריכת אחר בענף ההנדסה האזרחית?

בהשוואה לתקרה קונבנציונלית – מדובר בהייטק: אם נשווה בין שתי תקרות עבור מבנים בעלי אותו מפתח ואותם עומסים, בתקרה הדרוכה נוכל להקטין עובי של תקרה ב-20% לעומת התקרה הקונבנציונלית. אם אנחנו מדברים על מבנה של 40 קומות, יש לזה השפעה על הגובה, על היסודות – שיהיו זולים יותר, זה מקטין את כמות הברזל והבטון, והדברים האלה ניתנים לכימות, יש להם משמעות כלכלית ישירה. יש היום מחקרים שמוכיחים שתקרה דרוכה מאפשרת חיסכון בסדר גודל של 15%. בארה"ב משתמשים בשיטה הזו בקרוב ל-50% מהמגדלים והמבנים. כן צריך לדעת לעשות את זה, וזה בא לידי ביטוי באיכות כוח האדם שמביאים. אם תקרה קונבנציונלית כל פועל יכול לצקת, הרי שבמקרה של תקרה דרוכה – צריך פועלים מדויקים יותר, שמודעים לחשיבות העבודה שהם עושים.

יש מקומות שבהם אי אפשר ליישם תקרות דרוכות?

כמעט בכל מקום שבו אפשר ליישם תקרה קונבנציונלית, אפשר גם להשתמש בטכנולוגיה של תקרה דרוכה. יש אתגרים, אבל יש להם פתרונות, כמו אפשרות לדריכה מבפנים במקרה הצורך. מבחינה הנדסית כמעט שאין מצבים שפוסלים אפשרות של שימוש בשיטה הזו, והשיקול המרכזי יהיה כלכלי – במפתחים של פחות משבעה מטרים לא כלכלי ליישם תקרה דרוכה. כן צריך לקחת בחשבון שעובי התקרה קטן יותר מתקרה רגילה, ואז נכנס העניין של נוחות השימוש, כיוון שזה משפיע על הרגשת התנודות של התקרה. בבנייני מגורים זה פחות מפריע עקב הריצוף שמעבה את ההפרדה, אבל בבנייני משרדים זה משמעותי יותר. גם לזה יש פתרונות – אנחנו בודקים את התדר העצמי של התקרה בהתאם לתקנים הרלוונטיים, בעיקר בהתאם לתקן הקנדי.

האם מהנדסים צריכים הכשרה מיוחדת כדי לתכנן תקרות דרוכות?

בפירוש כן. לצערי, ועד כמה שידוע לי, באוניברסיטאות לא שמים דגש על הנושא. מהנדס יכול לצאת מהאוניברסיטה בלי להכיר בכלל את הנושא של בטון דרוך. למהנדסים צעירים אין מספיק ידע. בהיבט הזה, הרשת יכולה לעזור. יש היום הרבה חומר שאפשר לקרוא לבד וכך לרכוש עוד ידע.

באילו פרויקטים שתכננת השתמשת בתקרות דרוכות?

הפרויקט האחרון שבו יישמתי תקרה דרוכה הוא במגדל BBC בבני ברק. זו טכנולוגיה שימושית במגדלים, כי שם יש משמעות כלכלית גדולה יותר. השתמשנו בתקרות דרוכות גם במגדל ICON, במגדל דוידסון ובמגדלי עזריאלי, שם נתקלתי באתגר הנדסי מסוים: בקומות המסחר נדרשו עומסים כבדים מאוד לצד גיאומטריה צפופה, והיה קשה לדרוך את התקרות. אבל כמו שאמרתי, לכל אתגר יש פתרון, וגם במקרה הזה מצאנו דרך לפתור את הבעיה – שילבנו קורות דרוכות ודרכנו את התקרות במספר שלבים כדי להתגבר על העניין הגיאומטרי.

גם השמרנים מבינים: העתיד כבר כאן

הריאיון הזה יתפרסם במרכז הידע לחיזוק מבנים של "בנין הארץ". אתה מכיר את החברה הזו?

בנין הארץ פיתחו את הנושא של חיזוק לוח"דים באמצעות סיבי פחמן. לפני שנתיים, מהיותי המתכנן של לוח"דים למפעלים, פנו אליי המתכננים של בנין הארץ עם הרעיון הזה, והציגו לי את החישובים שהם עשו. בדקתי את הנושא לעומק, וראיתי שהחישובים שהוצגו לי אכן מתאימים לתקן ההנדסי. זה היה מעניין מאוד בשבילי לראות איך בנין הארץ התאימו את החישובים לתקנים ההנדסיים ומצאו פתרון חדשני.

כיצד מהנדסים שומרים על עצמם מעודכנים בחידושים מקצועיים?

אני באופן אישי חבר בארגונים אמריקאיים ומתעדכן דרך המגזינים שמפרסמים מידע על תקינה, חומרים ומחקרים. בארץ אין לצערי הרבה עבודות מחקר בהיקפים כמו אלו שנעשים בחו"ל, ולכן חשוב לצרוך מידע ממקורות אחרים. מאותה סיבה, המידע ברשת, באתרים ממוסדים ומבוקרים כמו מרכז הידע לחיזוק מבנים שמפעילה חברת בנין הארץ, הוא דבר מבורך מאוד שיכול בהחלט לסייע למהנדסים להישאר מעודכנים.

אילו התפתחויות אתה צופה בתחום ההנדסה האזרחית בשנים הקרובות?

ככל שיהיו יותר קבלנים שיודעים לדרוך תקרות ומהנדסים שיודעים לתכנן אותן, הנושא הזה ייכנס יותר לשוק. אני מקווה שזה ייכנס גם לתקן הישראלי. מעבר לזה, אני חושב שייכנסו בעיקר חומרים מרוכבים שנכנסים לשימוש בהדרגה, כמו סיבי פחמן, שהשימוש בהם ילך ויתגבר לדעתי. אני מאמין שנראה גם דבקים שונים, וסוגים שונים של בטון – כרגע הבטון הכי חזק בתקן שלנו הוא ב-60, אבל אני מכיר מדינות שבהם משתמשים ב-120. אני מאמין שנראה את הדברים האלה בארץ בעתיד הקרוב.

לסיום, מתוך הניסיון רב השנים שלך – מה היית ממליץ למהנדסים צעירים?

לא להגביל את עצמם רק לידע המקומי, אלא ללמוד על עוד תקנים, חומרים וטכנולוגיות. להכיר את התקינה הבינלאומית – האירופית והאמריקאית למשל, שמהן אפשר ללמוד הרבה, והכי חשוב: לשמור על ראש פתוח.

הפוסט "מהנדסים, שמרו על ראש פתוח": ריאיון עם המהנדס כורש חלפרי הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

אתר האינטרנט של המהנדס ד"ר דורון שלו לא נראה כמו שאר אתרי האינטרנט של המשרדים בתחום ההנדסה האזרחית. בצד התחום של "הנדסה אזרחית" ניצבים בראש האתר תחומים צפויים פחות שבהם משרדו עוסק, כמו "הנדסה אווירונאוטית" ו"אנליזות מכאניות". ואכן, ד"ר דורון שלו, בעל תואר Ph.D במכניקה שימושית, ותוארי M.Sc ו B.Sc בהנדסה אזרחית מטעם הטכניון בחיפה, הוא שם שתמצאו כמעט בכל מיזם הנדסי שיש בו חדשנות או אתגר.

בין תכנון לתכנון, הצלחנו לתפוס את ד"ר שלו לריאיון קצר על חדשנות בתחום השמרני של הנדסה אזרחית ועל חיזוקי מבנים בחומרים מרוכבים כמו יריעות סיבי פחמן – CFRP.

"אני מדבר איתך על מטוסי קרב ולוויינים, אז חיזוק של תקרת בטון? זה בקטנה"

את הריאיון אנחנו פותחים עם תובנה שלנו מהשטח. עד לפני כשנתיים נטו מהנדסים לבחור בפתרון של ברזל ובטון כפתרון ראשון לחיזוק מבנים, ורק אם התעוררו אתגרים מיוחדים – שקלו את התכנון ביריעות סיבי פחמן. כיום, המצב שונה: יותר ויותר מהנדסים בוחרים בפתרון של שימוש בחומרים מרוכבים כפתרון "קו ראשון" לחיזוק מבנים.

דורון, השוק השמרני מתקדם לפתרונות טכנולוגיים יותר כמו יריעות סיבי פחמן?

זה לא קשור לשוק, זה קשור לידע. כשהמשתמשים הפוטנציאליים לא בקיאים במשהו, הם נוטים להשאיר אותו כאופציה מרוחקת יותר, וכך נהגו גם מהנדסים עם הפתרון של חומרים מרוכבים. כיום, הרבה יותר מהנדסים נחשפים לידע בתחום הזה, קוראים עליו חומר, משתתפים בהשתלמויות, וכך הם צוברים יותר ויותר ביטחון לגבי הפתרון הזה.

אבל אתה בטחת בפתרון הזה לפני כולם. למה?

אני מתעסק עם החומרים האלה כבר עשרות שנים, אם כי לא בתחום הבנייה. אני מגיע מהתחום האווירונאוטי ומתכנן כלי טיס עד היום, והתכנון הזה כולל חומרים מרוכבים בשגרה. אני מדבר איתך על מטוסי קרב, אני מדבר איתך על טילים ועל לוויינים, אז חיזוק של תקרת בטון או קורת בטון? זה בקטנה. אפילו לא בקטנה, במזערית.

איך בעצם זלגה הטכנולוגיה של חומרים מרוכבים מענף התעופה לענף הבנייה?

האמת שזה התחיל עם מישהו שהיה ידיד טוב שלי משווייץ, פרופסור אורס מאייר ממעבדות EMPA, העוסקות במחקר בתחום הבנייה. פרופ' מאייר היה הראשון שהדגים, בשנת 1987, שהטכנולוגיה של שימוש ביריעות סיבי פחמן, שהיה מוכר בתעשייה התעופה כבר משנות השבעים של המאה הקודמת, מתאים גם לחיזוק מבנים. אני זוכר שביקרתי במעבדות שלו ליד ציריך. הוא בנה הרבה מאוד קירות וקורות והדביק עליהם את היריעות כדי לבחון את החיזוקים בפועל. אגב, הוא נעזר בחומרים המרוכבים של חברת סיקה, שעד היום נחשבת לחברה מובילה בתחום.

מתי הגיעה הטכנולוגיה הזו לישראל?

לקח לזה זמן. בכל זאת, השמרנות מאפיינת את התחום של הנדסה אזרחית. בתחילת שנות התשעים של המאה הקודמת, לאחר שפרשתי מהתעשייה האווירית כמתכנן מטוסים, נכנסתי לתחום ההנדסה האזרחית. הנציגים של חברת סיקה בישראל, גילאר, ביקשו ממני להצטרף אליהם לנסיעה לשווייץ כדי להתרשם מהיישומים שלהם ולבחון אם אסכים לתכנן פתרונות עם חומרים מרוכבים לחיזוק מבנים. בסוף הביקור אמרתי להם: "חברים, לי אין בעיה עם זה. אני מכיר את זה, יודע לחשב את זה", והתחלתי. אני חושב שהייתי הראשון בארץ.

"השאלה אם לחזק בברזל ובטון או ביריעות פחמן היא כלכלית"

אם לפני 25 שנה כבר תכננת חיזוקים עם יריעות פחמן, אז למה רק לאחרונה השימוש בהן צבר תאוצה?

תראה, חומר מרוכב שונה לגמרי מהחומרים שמהנדסים אזרחיים מכירים, שהם חומרים המכונים "איזוטרופיים", כלומר כאלה שהתכונות שלהם שוות לכל הכיוונים. חומר מרוכב, לעומת זאת, הוא כזה שהתכונות שלו שונות לכל כיוון. הטכנולוגיה של חומרים מרוכבים היא מתוחכמת. אתה בעצם בורא, יוצר חומר לפי השימוש המיועד לו, שזה דבר שמהנדס אזרחי לא מכיר, כיוון שהוא משתמש בחומרים כמו פלדה ובטון שמגיעים מראש עם תכונות שוות.

"יוצר חומר לפי השימוש המיועד לו"? נשמע כמו מדע בדיוני.

אבל זה לא. ניקח, למשל, כנף של מטוס. אנחנו יודעים איך היא פועלת: היא מתכופפת וגם מתפתלת. אז אנחנו יוצרים מראש חומר שיתאים לשימוש הזה, על ידי כיוון של הסיבים בהתאם לפעולה הצפויה. למעשה, כל חלק וחלק במטוס המתוכנן מחומרים מרוכבים, אנחנו ממציאים לו חומר אחר לגמרי. אלה אותם סיבים אולי, אבל שמים אותם בכיוונים שונים, שבפועל מייצרים חומר שהוא אחר לגמרי. בריאה חדשה.

אז איך מתמודדים מהנדסים אזרחיים עם הטכנולוגיה הזו?

השימוש שעושים בחומרים מרוכבים בהנדסה האזרחית הוא בסיסי מאוד. בניגוד לתעשיית התעופה, שבה המהנדס מתכנן את סוג החומר שהוא צריך בהתאם לייעוד החלק, יריעות סיבי פחמן בהנדסה אזרחית מגיעות כמוצר מדף שכבר תוכנן מראש, שכיוון הסיבים בהן, הארוגים בשתי וערב, קבוע. יותר מכך, המהנדסים שעושים שימוש במוצרים של סיקה משתמשים בתוכנה ייעודית שעושה עבורם את החישוב, ואף לוקחת מקדמי ביטחון. לי זה נשמע פשוט, כי דברים שתכננתי עם חומרים מרוכבים טסים עד החלל, אבל מהנדסים אזרחיים שלא מכירים את סוג החומר הזה מרגישים שהם צריכים לצבור בו ביטחון, ולכן לקח זמן עד שהטכנולוגיה הזו חדרה לשוק. ככל שהמהנדסים ייחשפו ליותר ידע בתחום הזה, הם ישתמשו בחומרים האלה יותר. זה חלק ממה ש"בניין הארץ" עושים, ואני שמח לסייע ולהרצות בכנסים ויבמי השתלמות שהם מארגנים.

אז מבחינתך, יריעות סיבי פחמן הן הפתרון הראשון שיש לשקול לחיזוק מבנים?

אני חושב שהשיקולים צריכים להיות כלכליים. מבחינה מקצועית אין הבדל בין הפתרון של יריעות סיבי פחמן לפתרון של חיזוק בבטון ופלדה. שני הפתרונות עובדים. לכן, ההכרעה צריכה להיות כלכלית: איזה פתרון הכי משתלם בראייה כלכלית רחבה. עם זאת, יש מקרים שבהם יריעות פחמן הן באמת פתרון מתבקש, למשל בחניונים שהגובה שלהם מתוכנן מלכתחילה כאופטימלי, ואם אנחנו צריכים לחזק את התקרה עם קורות פלדה, אנחנו מנמיכים את הגובה בכ-30 ס"מ. לעומת זאת, הדבקה של יריעות פחמן בעובי של 2 מ"מ נותנת מענה מצוין, אם מיישמים אותה כמו שצריך ובעזרת בקרה תהליכית קפדנית.

ובכל זאת, פסיכולוגית עושה טוב יותר בעין לראות קורת ברזל מאשר יריעת פחמן של 2 מ"מ.

אשתי היא פסיכולוגית. אני מהנדס. אני מסתמך על החישובים המקצועיים, לא על מה שאני מרגיש.

"צפויה קטסטרופה, והיא יכולה להתרחש תוך כדי השיחה שלנו"

חלק מהצורך בחיזוק מבנים נובע מהחשש לרעידת אדמה. אישית, אתה מודאג?

אישית אני רגוע, כי אני יושב בבניין שהייתי מעורב בתכנון שלו ואני יודע שהכול בסדר, גם בקומה 18. אבל אני מסתכל מהחלון החוצה עכשיו ואני רואה פה מבנים של חמש, שש קומות, ישנים, משנות השישים–שבעים, ברמת גן. אני רואה את המצב של הבניינים האלה, ככה בעין בלתי מזוינת, ואני אומר לך שצפויה קטסטרופה. היא יכולה להתרחש עוד לפני שאנחנו מסיימים את השיחה שלנו. בכל שנייה.

אכן קראתי שסטטיסטית, רעידת אדמה משמעותית אמורה להתרחש בשנים הקרובות.

הסתברות לא תמיד מספרת את הסיפור. יכול להיות שסטטיסטית אירוע קורה פעמיים במאה שנה, אבל הפעמיים האלה הן שנה אחר שנה. בכל מקרה, אנחנו מתכננים את העמידות לעומסים מפני רעידות אדמה לפי הסתברויות של אחת ל-125 שנה, 475 שנה, 1,250 שנה ו-2,475 שנה. אנחנו בוחרים את ההסתברות הזאת, בהתאם לחשיבות הפרויקט, וככל שהחשיבות שלו גדולה יותר, כמו בית חולים, תחנות משטרה, גשרים, מתכננים לרעידה קריטית יותר, קרי רעידה שצפויה אחת ל-2,475 שנה. אבל כאמור, זו סטטיסטיקה. רעידות אדמה יש בכל רגע. גם עכשיו יש רעידות אדמה בישראל. בכל רגע נתון יש. האדמה רועדת כל הזמן, אבל זה ברמות כאלה שזה לא מורגש ולא עושה כלום עד שיום אחד זה קורה. זה יכול להיות גם היום.

התקינה הישראלית מכירה בפתרון של חיזוק מבנים לרעידות אדמה באמצעות חומרים מרוכבים?

אני יושב בשבע ועדות תקינה, ובשתיים משמש כיושב ראש, ונתקל לא מעט במקומות בהם התקינה הישראלית חסרה. עם זאת, אנחנו מאוד מתקדמים באימוץ התקינה האירופאית, וכך נהיה הרבה יותר מסודרים. כך, למשל, כיו"ר הוועדה לתקן הנוגע לרעידות אדמה למבנים קיימים (413-3), הכנסתי גם אופציה לשיפור עמידות של מבנים ברעידות אדמה בעזרת חומרים מרוכבים. השיפור בתקינה נדרש גם בנושאים אחרים כמו תקן עומסי רוח בבניינים גבוהים וכיצד לבצע לו אנליזה ומדידה.

אסדת גז באמצע הים ותחנה מרכזית מרחפת

המיזמים שמתכנן משרדו של ד"ר דורון שלו בתחום ההנדסה האזרחית, מרשימים בכל קנה מידה: אסדת הגז הטבעי לווייתן, תכנון תקרת רציפי התחנה המרכזית החדשה בירושלים, טרמינל פתח תקווה, איצטדיוני כדורגל, מגדלים, גשרים ועוד שלל מיזמים המתוכננים עבור מגוון טכנולוגיות ושיטות. המיזם של התחנה המרכזית החדשה בירושלים, למשל, כולל שימוש בטכנולוגיה של "תקרות דרוכות"(תקרה דרוכה במפתח של 125 מ' על 35 מ').

אני מבין שאתם עוסקים די הרבה בתכנון תקרות דרוכות?

נכון, אנחנו מתכננים למעלה מ-90% מהתקרות הדרוכות בישראל. השימוש בתקרות דרוכות מאפשר להגדיל מאוד את התסבולות של הבטון. כלומר, אפשר להעמיס את הבטון בעומסים הרבה יותר גדולים ולבנות אותו במפתחים גדולים יותר. כך, למשל, בפרויקט של תכנון תקרת רציפי התחנה המרכזית בירושלים, תכננו תקרה דרוכה שהיא כנראה הגדולה בארץ, במפתח של 125 מ' על 35 מ', זה כמעט כמו מגרש כדורגל שתלוי באוויר על סמכים היקפיים.

לסיום, את האמת: אפשר עוד לאתגר אותך במשהו, או שאחרי אסדת הגז כבר אי אפשר?

אסדת הגז היתה באמת פרויקט מיוחד: בניית מבנה ניצב בלב ים. זו הייתה חוויה מדהימה של 7 שנים. בכל זאת, אנחנו, מה שנקרא, עכברי יבשה, וכרישי הים רואים את הדברים אחרת מאיתנו. אבל אל תעשה ממני איזה גאון מיוחד. פשוט למזלי הייתי בכמה צמתים בחיים שלי שהציבו אותי במקומות של יתרונות.

הפוסט מהנדס היברידי: ד"ר דורון שלו מחבר בין הנדסה אזרחית להנדסה אווירונאוטית הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

"הנדסה אזרחית היא תחום שנחשב לשמרני, אך זו טעות לחשוב שאין יצירתיות בתחום. למעשה, מהנדסים אזרחיים עומדים בחזית הטכנולוגיה, ונדרשים לחשיבה מחוץ לקופסה ולאימוץ רעיונות וחידושים טכנולוגיים הקיימים כיום במקצוע"

בתום שבע שנות שירות צבאי ביחידה 8200, החל מהנדס שחר רפאל בלימודי הנדסה בטכניון. כסטודנט, שימש מפקח הנדסי בחברת "קידן" באצטדיון "סמי עופר", ומייד לאחר סיום לימודיו נחת במשרדי התכנון הגדולים. הוא עבד במשך שנתיים וחצי לצד המהנדס ד"ר דורון שלו, ולאחר מכן הגיע לחברת "דוד מהנדסים", שבה הוא משמש כיום מהנדס ראשי. במסגרת תפקידו בחברה, הוא מתפקד כיד ימינו של ישראל דוד, זוכה פרס מפעל חיים מטעם המועצה העולמית לבנייה גבוהה ,(CTBUH) ומי שמשמש מ"מ יו"ר איגוד המהנדסים לבנייה ותשתיות. תפקיד המהנדס הראשי כולל, בין היתר, ניהול צוותים העוסקים בפיתוחים טכנולוגיים והנדסיים ייעודיים, מתן חוות דעת משפטיות והנדסיות, בקרת איכות, תוכנות ייעודיות חדשות ועוד.

בין שלל העיסוקים שלו, הצלחנו לתפוס את מהנדס שחר רפאל לריאיון, ובו שמענו ממנו על המגמות בתחום הבנייה לגובה ועל השימוש בטכנולוגיות מתקדמות בתחום ההנדסה האזרחית.

"30 קומות זה הסטנדרט החדש"

שחר, על מה עובדים בימים אלו בחברת דוד מהנדסים?

דוד מהנדסים מתמחים בתכנון בניינים רבי-קומות. אנחנו מתכננים מגדלים גבוהים, של 70 קומות ויותר – אפילו 120 קומות. אנחנו עובדים בהיקפים רחבים מאוד: כרגע אנחנו עובדים על תכנון מאות פרויקטים, רובם בישראל, וחלקם במקומות אחרים בעולם. לי אישית יצא לעבוד עד כה בסרביה, פולין, גיאורגיה, רומניה ועוד.

כשאתה מדבר על מגדלים בישראל, הקונוטציה המיידית היא תל אביב.

נכון, רוב המגדלים הגבוהים נמצאים בתל אביב, אבל לא רק. יש מגדלים גם בבת ים, נתניה ובמקומות נוספים בארץ, ולמעשה, 30 קומות הופך להיות סטנדרט הבנייה החדש. באופן אישי, אני חושב שמגדלים טובים לסביבה, כי בעצם על אותו תא שטח אפשר לשכן יותר אנשים ולהשאיר שטח לשימושים אחרים. בפרויקטים מודרניים, מקצים מראש שטחים לטובת הציבור כמו פארקים, גנים, ומוסדות ציבוריים שמשתלבים בתוך המגדלים עצמם, וכך צורת הבנייה הזו תורמת לסביבה ולציבור.

מה ההבדל המרכזי בין המגדלים שאנחנו רואים בארץ לבין אלו שבחו"ל?

ההבדל המרכזי הוא בנראות. בעולם מעניקים יותר חשיבות לבניינים מרשימים מבחינה אסתטית, ואילו בישראל – מתכננים יותר פונקציונלי. יש לנו בניינים מרשימים בארץ, כמו עזריאלי שרונה, ארלוזורוב 17, מגדלי הצעירים, תוצרת הארץ ועוד, אך רוב הבניינים שאנחנו רואים במרחב הם יותר פונקציונליים ויש בהם פחות דגש על נראות חיצונית או נוכחות מרשימה.

ובכל זאת, אתה עובד עם הישראלי היחיד שזכה בפרס עבור תרומתו לתחום הבנייה לגובה, שניתן בסימן חדשנות.

נכון, אינג' ישראל דוד זכה בפרס מפעל חיים מהמועצה הבינלאומית לבנייה גבוהה עבור התרומה שלו לנושא הבנייה הגבוהה. זהו פרס יוקרתי מאוד שנחשב לפרס הנובל של המהנדסים. ישראל תרם מאוד לעניין החקיקה, התקינה והרישוי בנושא הבנייה הגבוהה, תכנן לאורך השנים מגוון גדול של רבי-קומות, והשקיע מחשבה רבה איך לבנות אותם נכון וכיצד ישפיעו על הסביבה.

תשעה תיקונים בעשר שנים: התקן הישראלי לעמידות בפני רעידות אדמה

אמרת מגדלים, אמרת עיסוק ברעידות אדמה. עד כמה הנושא הזה מעסיק אותך?

זהו אחד הנושאים המשמעותיים ביותר בתכנון. אחד התקנים שהכי השתנה לאורך השנים הוא ת"י 413, המתייחס לעמידות מבנים ברעידות אדמה. מיוני 95', מועד הפרסום הראשון של התקן הנוכחי, ועד היום, יש לנו כבר תשעה גיליונות תיקון. בשנת 2013 נעשתה רוויזיה ואיחדו את הגיליונות שהיו עד אז. השינויים האלה נובעים מהתקדמות במחקר ובתובנות שיש בתחום ברחבי העולם, לא רק בישראל. זה נושא מאוד רלוונטי ואנחנו לומדים יותר ככל שעובר הזמן.

להערכתך – ישראל מוכנה לתרחיש של רעידת אדמה?

לצערי המצב בישראל רע למדי. לחזק בניין ישן זה אירוע הנדסי מורכב מאוד: החומרים ישנים וההתנהגות של המבנה שונה. תמ"א 38 נחשב, לכאורה, לסוג של תמריץ לחיזוק מבנים, אך בפועל בהרבה מקרים תוספת הבנייה של התמ"א רק מגדילה את העומסים על הבניין. נוסף על כך, התמ"א לא נפוצה במקומות הסמוכים לקו השבר הסורי-אפריקאי ומועדים לפורענות כמו טבריה, בית שאן, אילת וכדומה.

יש פתרונות אחרים לחיזוק מבנים מפני רעידות אדמה?

קיימים אמצעים מתוחכמים יותר, כמו בניית הבניין מראש על גבי סמכים קפיציים שסופגים את הלחץ ואז הכוחות שעוברים לבניין קטנים הרבה יותר, אך בארץ, למיטב היכרותי, לא נעשה בהם שימוש. משככים כאלה נפוצים יותר במקומות שבהם רעידות האדמה משמעותיות ותדירות, כמו יפן. טכנולוגיה נוספת היא מרסנים, שבהם כן נעשה שימוש בחיזוק של מבני ציבור בעיקר, לדוגמה בית החולים בחיפה. טכנולוגיה נוספת שקיימת בתחום של חיזוק מבנים היא שימוש בחומרים מרוכבים, כמו יריעות סיבי פחמן. בהרבה מקרים, כשאני רוצה לחזק בניין קיים, אני משתמש ביריעות פחמן (CFRP) וכולא עמוד למשל, באופן שמונע ממנו להתבקע תחת לחץ ומגדיל את התסבולת שלו.

כיצד יריעות הפחמן מונעות את ההתבקעות של העמוד?

בטון הוא חומר מאוד קשיח אבל פריך, אנחנו צריכים שתהיה לו גמישות שתאפשר לו תזוזה מבלי להתבקע, ולרוב זה יבוצע באמצעות החישוקים מברזל זיון. כיוון שליריעות סיבי הפחמן שכולאות את עמוד הבטון יש חוזק מתיחה גבוה, אני מונע מהבטון להתבקע, וכך אני מגדיל לו את התסבולת והמשיכות והוא נהיה עמיד יותר בפני העומס הסיסמי. אני יכול לעשות דברים דומים בקירות גרעין: קורת הקשר שנמצאת מעל דלתות היא הכי רגישה ברעידות אדמה. כשמדובר בבניין חדש, אני מתכנן את הזיון של הבטון עבור הקורה הזו מראש, אבל בבניין ישן – אני יכול פשוט להשתמש ביריעות פחמן כדי לחזק את הקורה. באופן כללי, CFRP יכול לעזור ולשמש להרבה מאוד דברים.

אילו עוד שימושים יצא לך לעשות ביריעות פחמן?

יריעות פחמן אפשרו לי לבצע שינוי וחיזוק במבנה כמעט בלי לפגוע בשימושיות של החלל, מה שחשוב מאוד ללקוח בדרך כלל. לעומת קורת פלדה, שיש לה גובה ולכן השימוש בה מנמיך את התקרה, יריעות הפחמן הן פתרון אסתטי שמנמיך את התקרה רק בכמה מילימטרים. הפתרון הזה רלוונטי מאוד גם לבנייני משרדים, שם יש הרבה מערכות בתקרה, כמו צנרת ותשתיות. אם אני מניח קורת פלדה, אני למעשה חייב להסיט את כל המערכות מתחת לקורת הפלדה, וזה תהליך מאוד יקר ומסורבל. אם אני משתמש לחיזוק ביריעת פחמן – אני לא צריך להזיז שום דבר, כיוון שהגובה שלהן מינימלי וניתן ליישם אותן על התקרה בלי צורך להסיט מערכות.

חומרים מרוכבים ותקרות דרוכות: הטכנולוגיה היא חלק ממקצוע הנדסת הבניין

עד כמה מהנדסים פתוחים כיום לשימוש בטכנולוגיות מתקדמות?

יש כאלה שנרתעים, ואני יכול להבין אותם. לטעמי, הנגשת המידע והטכנולוגיה צריכה להיכנס כבר בשלב הלימודים: כשאתה לומד, נותנים לך להרגיש ברזל וקורת בטון, אבל לא נותנים לך לעשות ניסוי עם יריעות פחמן שיכולות לתת מענה יותר חזק מפלדה. לכן, אצל הרבה אנשים התפיסה לגבי החומר הזה מוטעית. כמו כן, התקנים הישראליים לא מפרטים על השימוש בסיבי פחמן, והצורך לעבוד עם תקנים זרים מקשה על חלק מהמהנדסים.

מה יכול לשנות את המצב?

הדרישה בסוף תגיע מהשטח – ככל שיראו את היתרונות בביצוע, כך יגדל הביקוש לפתרונות אלטרנטיביים. אני רואה את זה עם הלקוחות שלי: לקוח שחוזר אליי פעם שנייה אחרי שימוש ראשון בסיבי פחמן, בפעם השלישית כבר ידרוש ממני להשתמש בסיבי פחמן. לרוב אני מציג ללקוחות חלופות שונות והם אומרים לי "עזוב אותי מהכול, אני רוצה סיבי פחמן, אני מבין את היתרונות שזה נותן לי". חשוב לזכור גם שהתקן הישראלי לא עוסק ביריעות פחמן, ולכן צריך להשתמש בתקן האירופי. בשנים הקרובות התקן האירופי יתקבל בישראל וזה עשוי להשפיע לטובה.

מהם הדגשים החשובים בעבודה עם יריעות פחמן?

יש כמה כאלה, וזה עוד דבר שמפחיד מהנדסים – עבודה עם סיבי פחמן דורשת דיוק, עבודה איכותית, טמפרטורה נכונה וכמויות נכונות של חומר. צריך לדעת באיזה חומר להשתמש ומאיפה לרכוש אותו. במסגרת תרבות הבנייה בארץ, שלרוב רוצה את הזול ביותר, קשה לסמוך על זה שתקבל את המוצר הסופי באיכות הנדרשת. מהעבודה שלי עם בניין הארץ אני יודע להגיד שלחברה יש סטנדרטים גבוהים. היא משתמשת בחומרים הטובים ביותר ומבצעת בקרת איכות מעולה, ולכן אני מאוד שקט כשאני נותן פתרון בסיבי פחמן ויודע שבניין הארץ מבצעים את העבודה. אני לא מרשה ללקוחות שלי לעבוד עם סתם קבלנים בנושא של סיבי פחמן – אם זו לא חברה אמינה, שאני יודע שתבצע את העבודה בצורה הטובה ביותר, אני פשוט לא מאפשר לזה לקרות.

מה לגבי טכנולוגיות מתקדמות אחרות, כמו תקרות דרוכות?

תקרה דרוכה דורשת מיומנות מצד המתכנן, תוכנות מתקדמות ותוכניות מפורטות. הבעיה בדריכה היא שאתה לא יכול, בשביל "ההרגשה הבטוחה", להוסיף עוד קצת ברזל או דריכה. בדומה לעבודה עם יריעות פחמן, צריך לעבוד מדויק כדי לא לגרום נזק. למשל, אם הכבל צריך להיות בגובה של 17 ס"מ, הוא לא יכול להיות בגובה של 18 ס"מ אלא בדיוק 17, ואם הכבל צריך להגיע לגובה של 5 ס"מ מפני התבנית – הוא לא יכול להגיע ל-6 ס"מ. הפרש של ס"מ אחד בכבל שווה ל-10% בחוזק.

מהניסיון שלך – על מה צריך לשים דגש במהלך היישום של תקרה דרוכה?

צריך ניסיון, בקרת איכות, ועבודה עם חומרים נכונים – לא מה שהכי זול. ראיתי כבר מוצרים שנשברו במהלך הדריכה וזה מסוכן. לכשל בדריכה יש הרבה משמעויות בהמשך: אם הכבל נכשל, זה אומר שהוא כבר לא עובד, וזה אומר שאיבדתי את התכנון ואני צריך להיכנס לתוך תחום מקדמי הביטחון שלי. צריך להשתמש בחומרים איכותיים ולעבוד עם קבלנים שיודעים גם לתת פתרונות, וגם להבין את המצב בשטח. מי שנמצא בשטח זה הקבלן שמבצע את העבודה, וכמתכנן אתה צריך לסמוך עליו שידע לשים לב לדברים שאתה אולי לא ראית, שידע להצביע על הבעיות לפני שהכול מסודר ואי אפשר להזיז שום דבר, וגם להציע פתרונות.

מדובר בטכנולוגיה חדשה בסך הכול, אז אולי אפשר להבין את הרתיעה.

הינה אנקדוטה מעניינת – לא בטוח שזו טכנולוגיה כזאת חדשה. כשעבדתי לצד ד"ר דורון שלו, עבדנו על פרויקט בבניין "בית המכס" ביפו – מבנה היסטורי שנבנה בראשית שנות ה-60 של המאה ה-19. במהלך העבודה, הופתענו לגלות תקרה דרוכה עם כבלים ששרדו עד ימינו. זה מוכיח שהטכנולוגיה קיימת כבר מזמן, ומעיד על כך שיש לה שימוש נפוץ ברחבי העולם. אומנם כיף לחשוב שהמצאנו את הגלגל בתחום ההנדסה, אבל יש הרבה מה ללמוד ממה שעשו פעם.

שאלה לסיום: מתוך כל מה שעשית עד היום, מהו הפרויקט שאתה הכי גאה בו?

הפרויקט הראשון שעשיתי בחברת "דוד מהנדסים" – תכנון הקניון "אפ"י בראשוב" ברומניה, של אפריקה ישראל. מדובר במגה פרויקט: מגרש של 40 דונם, קניון עם גג פלדה של 10,000 מ"ר ועמודי פלדה בצורת עץ, אשר כולל בתוכו שני בנייני משרדים. כל זה נבנה באזור עם פי ארבעה רעידות אדמה ממה שאנחנו רגילים להתכונן אליהם בתל אביב, ולכן הוא כלל המון אלמנטים מורכבים ומיוחדים, עבודה עם תקן שונה – היורו קוד, ומנטליות אחרת של עבודה. הפרויקט היה כרוך בלא מעט אתגרים כמו פיקוח עליון במצלמות, שיחות וידיאו מדי שעה, ושימוש בטכנולוגיות מתקדמות כמו תקרות דרוכות. הביצוע לקח הרבה זמן, אך בסופו של דבר – הקניון נפתח באוקטובר האחרון.

הפוסט "מהנדסים אזרחיים עומדים בחזית הטכנולוגיה": ריאיון עם שחר רפאל, מהנדס ראשי במשרד התכנון "דוד מהנדסים" הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

בהתחשב בכך שהתדירות הממוצעת של התרחשות רעידות אדמה בהיקף כזה במרחב הארצישראלי עומדת על אחת ל-80 שנה, הרעידה הבאה היא רק עניין של זמן, ואפילו לא הרבה זמן. האם אנחנו, כמו תושבי ישראל של 1927, "שאננים"?

שוחחנו על רעידות אדמה, חיזוקי מבנים והיכולת של יריעות ומוטות פחמן לסייע, עם אינג' אבי כהן ממשרד ירון אופיר מהנדסים, וקיבלנו תשובות ישירות, מעט מטרידות, אך גם עם אופק אופטימי.

אינג' אבי כהן: "קוראים לנו 'דוקטור האוס' של שדרוג מבנים"

אבי כהן ידע שהוא רוצה להיות מהנדס כבר כשהיה ילד במקסיקו. בזמן שילדים אחרים השתעשעו בחלומות להיות שוטרים או כבאים "כשיהיו גדולים", אבי התעניין בבניינים ובשאלה איך מתכננים אותם. את לימודי ההנדסה השלים במקסיקו, ועלה לישראל לפני כעשר שנים. לאחר שירות צבאי קצר, השתלב במשרד המהנדסים ירון אופיר והפך לאחד המומחים בחיזוק מבנים סייסמי.

אבי, מדוע בחרת להתמקד דווקא בתחום של חיזוק מבנים קיימים?

כי חיזוק מבנים הוא תחום מאתגר יותר מתכנון מבנים. למשרד שלנו קוראים "דוקטור האוס" של שדרוג מבנים, כי בכל פרויקט חייבים לאבחן לעומק, לחקור, לחפור במחקרים, לחשוב יצירתית. אין בתחום הזה תכנון שבלוני שחוזר על עצמו, אלא פיצוח מתמשך של אתגרים וחדשנות מתמדת.

חדשנות מתמדת? מהנדסים נחשבים לשמרנים, לא?

מהנדסים הם אכן שמרנים. המשרד שבו בחרתי לעבוד רואה את זה אחרת. אנחנו לא עושים את מה שכולם עושים, ותמיד מחפשים פתרונות חדשניים. כמובן, אנחנו מגבים אותם בתקנים מקומיים ובינלאומיים משלימים, עורכים ניסויים כשצריך, אבל לא חוששים מחדשנות. אגב, זו המגמה היום במשרדים הגדולים בעולם.

עד כמה המשק הישראלי אדיש לחיזוק מפני רעידות אדמה?

במגזר הציבורי יש מודעות, ואנחנו מחזקים מבני ציבור כמו בתי חולים ובתי ספר. במגזר הפרטי זה סיפור אחר. יש יותר ויותר עסקים שמבינים את הצורך לחזק את המבנה שלהם לקראת רעידות אדמה, ובעיקר את הפן העסקי-כלכלי של חיזוק כזה, אך הרבה עסקים קטנים – עדיין לא.

למה הכוונה ב"פן עסקי-כלכלי" של חיזוק מפני רעידות אדמה?

הנזק של רעידת אדמה אינו מוגבל רק לשאלה אם המבנה קרס או לא. הנזק הוא היקפי: מה גרמה רעידת האדמה לציוד במשרד או במפעל, כמה זמן תושבת העבודה בשל הצורך לתקן נזקים וכדומה. זו הסיבה שאנחנו מדברים על "תכן תפקודי" – שיטת תכנון וחיזוק שהמצאנו שעוסקת בשאלה איך להבטיח המשך תפקודי של המבנה לאחר רעש אדמה, ואיך מחזקים את המבנה כך שנוכל לשלוט על פרקים פלסטיים ומוקדים לבזבוז אנרגיה שיגרמו מינימום נזק לפעילות המתמשכת, תוך הקפדה על חיזוק מדויק במקומות הנכונים.

ועסקים ישראליים, ששיטת ה"יהיה בסדר" מאפיינת חלק מהם, מקדישים תקציב לכך?

יש יותר ויותר כאלה, כן. ההסתכלות העסקית על שיקום עסק במקרי אסון חודרת ללא מעט עסקים בישראל, ואל תשכח שבישראל פועלות גם חברות בינלאומיות עם סטנדרטים בינלאומיים. נוסף על כך, חלק מהחיזוקים לקראת רעידות אדמה הם לעיתים תוצאה של שינויי ייעוד מבנה שרוצים עסקים לבצע, והעבודה נספגת שם.

"הישראלים בדור הזה לא חוו רעידת אדמה משמעותית, ומכאן האדישות"

תכלס, איזה ציון היית נותן לישראל בהכנה לקראת רעידות אדמה?

המודעות עולה, אך המצב בארץ לא טוב. זה מתחיל בזה שישראלים בדור הזה לא חוו על בשרם איך מרגישה רעידת אדמה משמעותית. כילד במקסיקו, רעידות אדמה היו חלק מהחיים שלנו, שכן אלה הורגשו לפחות אחת לשנה. במקסיקו לומדים לתכנן הנדסית לרעידות אדמה לפני תכנון בבטון. ככה זה, יש מדינות שלומדות לחיות בצילן של רעידות אדמה, ויש מדינות שלומדות לחיות בצל טילים.

האם זה רק עניין של מודעות הציבור או שיש כאן עניין רגולטורי?

יש גם עניין רגולטורי. התקנים בישראל, למשל, לא מספיק מפותחים. אין לנו תקן תפקודי. לא אחת אנחנו נעזרים בתקנים בינלאומיים מתקדמים, ולפעמים אנחנו צריכים לבצע בעצמנו ניסויים כדי לעמוד בתקנים הישראליים. הנדסה סייסמית זה תחום שיש בו הרבה חדשנות, והרגולציה מתקשה לעמוד בקצב.

אם בפתרונות חכמים עסקינן, איך משתלבות יריעות הפחמן בחיזוק הסייסמי? 

העבודה עם חומרים מרוכבים כמו יריעות פחמן ומוטות פחמן הפכה להיות חלק בלתי נפרד מחיזוק סייסמי. הטכנולוגיה הזו מאפשרת לנו לחזק רכיבי בטון קיימים ולהגביר את המשיכות, להגדיל את יכולתם לבזבז אנרגיה, וכך להגיע לפתרון אופטימלי בתכנון ובביצוע. יש מקומות שבהם צריך להשתמש בשיטות הקונבנציונליות של חיזוק בעזרת תוספות של ברזל ובטון, ויש מקומות שבהם הפתרון המתבקש הוא יריעות פחמן או מוטות פחמן ובמקרים רבים המזמין הוא זה שמבקש שימוש ביריעות כדי להפחית עלויות ולקצר זמני עבודה.

באילו מקרים השימוש המתבקש הוא ביריעות פחמן?

ליריעות פחמן יש תכונות מיוחדות בהשוואה לפלדה ולבטון. הן מספקות חוזק מצד אחד, בדומה לברזל ולבטון, אך גם משיכות מצד שני. השילוב של סיבי פחמן עם אפוקסי יוצר מטריצה חזקה וקשיחה והשימוש בה ברכיבי בטון מאפשר למנוע כשלים לא רצויים כדי למקסם את הביצועים של אותו אלמנט. נוסף על כך, יש אלמנטים שעקב צורתם, כמו עמודים או קורות לחיזוק, ניתן לחזקם באמצעות יריעות פחמן שכן ניתן ללפף אותן סביב העמוד או הקורה מבלי לפגוע באסתטיות.

בעבר נחשב הפתרון של יריעות פחמן כחריג, עד כמה הוא בסטנדרט התכנוני היום? 

אנחנו כיום במצב שכמעט כל מי שמתכנן חיזוק מבנה ירצה לדעת מה תהיה העלות של חיזוק קונבנציונלי לעומת העלות של שימוש ביריעות פחמן. ראייה עסקית מחייבת את זה: שימוש ביריעות פחמן הוא לא רק אסתטי יותר, הוא גם חוסך נפח של שימוש בברזל ובבטון וגם היישום שלו מהיר ונקי יותר – ולכל אלה יש השלכות כלכליות ועסקיות. בלא מעט מקרים הפתרון של יריעות פחמן נראה יקר על הנייר, אך בראייה עסקית רחבה הוא דווקא הזול והמשתלם ואף מקצר זמני ביצוע.

מוטות פחמן: הילד החדש בשכונת החומרים המרוכבים

כפי שציין אבי, התחום של חיזוק מבנים לקראת רעידות אדמה הוא תחום שמתפתח במהירות. בצד השימוש ביריעות סיבי פחמן, שכבר הפך לפתרון מדף מתבקש, נכנסות לשימוש טכנולוגיות חדשות. אחת מטכנולוגיות אלה היא מוטות פחמן.

אבי, אתה כרגע היחיד בישראל שמתכנן עבודות חיזוק עם מוטות פחמן. מה זה בכלל?

החומר הוא אותו חומר, חומר מרוכב, שמבוסס על סיבי פחמן וחומר אפוקסי. ההבדל מיריעות פחמן הוא שהמוטות מגיעים כמוט קשיח מהמפעל. היישום הוא שונה מאשר ביריעות פחמן: במקום לעטוף את הבטון, חורצים את הבטון ומשחילים את המוט פנימה. המוט בא להחליף את ברזל הזיון שבתוך הרכיב שאותו מחזקים.

אז מה היתרונות של השימוש בו בהשוואה לשימוש בברזל?

אי אפשר להשחיל מוטות פלדה קונבנציונליים בשיטה של מוטות פחמן. הממשק בין הפחמן והאפוקסי הוא חזק יותר מזה של הפלדה והבטון, מה שמאפשר התקנה של המוטות בחריץ מינימלי בגבול עובי הכיסוי, ללא פגיעה בזיון הקיים. שימוש בברזל מצריך חשיפה עמוקה של הבטון ופגיעה בזיון הקיים. נוסף על כך, חומר CFRP אינו מחליד ולכן אין צורך בעוביי כיסוי סטנדרטיים. ביישום של מוטות פחמן, בהשוואה למוטות פלדה, מדובר בחריצה מינימלית של חצי צול, ובקוטר מוט של רבע עד חצי צול בלבד.

ומה היתרונות של מוטות פחמן מול שימוש ביריעות פחמן?

היישום של יריעות פחמן מחייב עבודה מקדימה לא פשוטה. צריכים לשייף היטב את פני הבטון, לנקות מאבק, להכין אותם להדבקה, ליישם במדויק. מוט פחמן שמעוגן בחריצה מצריך פחות עבודה שאנחנו מכנים אותה "רטובה", ולכן הוא גם מהיר יותר וכולל פחות תהליכים.

אז באילו מקרים אתה ממליץ לחזק עם מוטות פחמן ובאיזה מקרים עם יריעות פחמן?

בדרך כלל מדובר בשילוב. יש מקומות, כמו חיזוק קורות ועמודים, שבהם יריעות הפחמן הן הפתרון המתבקש, שכן יריעות מאפשרות חיזוק, גזירה וכליאה של עמודי בטון. יש פעמים, כמו בחיזוק תקרות, שמוטות פחמן נותנים פתרון מדויק ומהיר. בדרך כלל, יריעות ומוטות מאפשרים הגדלת תסבולת כפיפה של מרבית הרכיבים.

קורס תכנון חיזוק מבנים באמצעות סיבי פחמן

עד כמה חשוב התפקיד של החברה המבצעת בשימוש ביריעות או במוטות פחמן?

חשוב מאוד. לא זאת בלבד שנדרשים יישום תקין ועבודה תהליכית מבוקרת, אלא נדרש גם שיתוף פעולה מעמיק בין המהנדסים לבין החברה המבצעת, גם בשלב התכנון וגם בשלב הביצוע.

אתה יכול לתת לי דוגמה?

כן. לאחרונה עסקנו בתכנון של חיזוק מבנה בעזרת מוטות פחמן. נעזרנו במחקרים ובתקנים בינלאומיים, אך הרגשנו שאנחנו זקוקים לאינפורמציה נוספת. "בניין הארץ", חברה שאיתה אנחנו מרבים לעבוד ביישום של טכנולוגיות סיבי פחמן, לא זאת בלבד שחיברו אותנו לאנשים הנכונים אצל יצרנית מוטות הפחמן, סיקה, אלא הם גם תכננו ניסוי במעבדות של סיקה באירופה על מנת לקבל נתונים ספציפיים לפרויקט שלנו. החיבור הזה חשוב לא רק בשלב התכנון, אלא גם לתהליך היישום שבו לעיתים נדרשת התערבות המהנדס לפתרון בעיות לא צפויות שעולות. במקרים כאלה אנחנו מסיירים עם אנשי בניין הארץ בשטח, ומגיעים יחד לפתרון היעיל ביותר.

בקרוב תעביר הרצאה בקורס "תכנון חיזוק מבנים באמצעות CFRP". אתה יכול לתת טיזר?

נכון, ב-11.11 אעביר הרצאה במסגרת הקורס האמור, שמופק על ידי חברת בניין הארץ, בשיתוף איגוד המהנדסים. ההרצאה תעסוק בשימוש במערכות CFRP לחיזוק סייסמי, ובמהלכה אציג קייס סטאדי של מבנה תעשייתי ששימש לצורך משרדי ועבר לתפקד כמפעל, ועבר תהליך חיזוק, ואגע גם בנושא של תכנון הנדסי הכולל שימוש במוטות פחמן.

הריאיון מסתיים בתחושה מעורבת. מצד אחד, המצב בישראל רחוק מלהיות טוב. מצד שני, המודעות עולה והפתרונות של חיזוק מבנים סייסמי הופכים להיות חדשניים יותר. נקווה כולנו שהרעידה הבה לא תתפוס אותנו "שאננים" כמו ב-1927.

מעוניינים בפרטים נוספים על הקורס "תכנון חיזוק מבנים באמצעות CFRP"? >>> הקליקו

הפוסט מוטות פחמן: הדבר הבא בחיזוק מבנים? ריאיון עם אינג' אבי כהן הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

כיצד נוצרים סדקים במבנה?

סדק הוא למעשה רווח קטן מאוד שיוצר נתק בחומר. כשמדובר על מבנים, סדקים יכולים להיווצר בשלד המבנה משלל סיבות: חלקם עשויים להיווצר כתוצאה מהתכווצות הבטון בתהליך התקשותו והתחזקותו, חלקם משינויי טמפרטורה, מתזוזות ושקיעות במבנה, חלקם כתוצאה מרעידות אדמה, וחלקם כתוצאה מליקויים שונים בתהליך הבנייה עצמו, בשלב התכנון או הביצוע.

לא כל הסדקים נראים אותו דבר ולא כולם מסוכנים באותה מידה. הגורמים המשפיעים על כך הם גודל הסדק ומיקומו וכן הרכיב שבו הוא קיים – כאשר חלקם מותרים לפי התקן, ואילו סדקים אחרים מהווים בעיה בשלמות השלד הקונסטרוקטיבי של המבנה, ועל כן מהווים סכנה לשלמות ולבטיחות המבנה ודורשים פתרון מדויק, מהיר ואמין.

מתכנן הקונסטרוקציה נדרש להבין את הגורמים לסדקים במבנה, להבין אם הסדקים מרמזים על בעיה חמורה יותר שאולי קיימת בשלד המבנה ועשויה לדרוש פתרון מקיף, ולהמליץ על פתרון בהתאם לניתוח הנדסי שהוא עורך, כל זאת לאחר עריכת סקר מקיף באתר ע"י הגורם המוסמך ומסירת הנתונים למתכנן. במידה שמתכנן הקונסטרוקציה קבע כי ישנה בעיה קונסטרוקטיבית בעקבות היווצרות הסדקים, יידרש טיפול באמצעות הזרקת אפוקסי בלחץ או פתרון אחר בהתאם לממצאים ולתכנון המהנדס.

מהו חומר אפוקסי ומדוע הוא יעיל למילוי סדקים?

שרף האפוקסי הוא חומר פולימרי דו רכיבי, בעל צמיגות נמוכה, המוזרק לתוך הסדק בלחץ גבוה מאוד. ההזרקה בלחץ נעשית במטרה לוודא שהחומר נע בכיוון הרצוי בתוך הסדק ומגיע ליעד במלואו. בתוך מספר ימים יתחזק האפוקסי ויחבר היטב את חלקי הבטון שנפרדו, מה שהופך אותו לפתרון מצוין לבעיות קונסטרוקטיביות הנובעות מסדקים במבנה.

לאפוקסי מספר יתרונות ההופכים אותו ליעיל מאוד במילוי סדקים:

• חוזק הדבקה לבטון – האפוקסי נדבק לבטון בצורה מיטבית וכך מבטיח איחוד חזק מאוד של חלקי הבטון שנפרדו (ע"י הסדק).
• חוזק לחיצה גבוה – מאפשר חוזק לחיצה גדול מזה של הבטון, מעביר היטב את מאמצי הלחיצה ברכיב הבטון לאחר התיקון.
• חוזק מתיחה גבוה – הבטון הוא חומר בעל יכולת מתיחה מוגבלת מאוד, כך שהאפוקסי אינו מהווה גורם מחליש (יחד עם זאת לכלל הרכיב, כוחות המתיחה מתקבלים ע"י מוטות הזיון).
• צמיגות נמוכה – תכונה חשובה ביותר של האפוקסי, שכן היא מאפשרת לחומר להגיע – בעזרת תהליך הזרקה בלחץ – גם לסדקים עמוקים ולסדקים שרוחבם קטן מאוד, אפילו חלקי מילימטר.

מהם שלבי הזרקת האפוקסי וכמה זמן אורך התהליך?

על מנת לוודא שהאפוקסי ימלא את הסדק בצורה מיטבית שתבטיח את שלמות השלד ויציבות המבנה, יש לבצע סדרת פעולות שיוצרת "תפירה" חזקה של הסדק. כדי לוודא זאת, חשוב להקפיד על צורת עבודה נכונה בכל שלבי ההזרקה – לפניה, בתהליך ההזרקה עצמו ובבקרה המתבצעת בסיום:

1. ניטור הסדקים: בשלב הראשון יש לבצע ניטור של הסדקים, כלומר בדיקה וסימון של מיקום הסדקים על גבי הרכיב הסדוק (בד"כ יסומנו בצבע בסמוך לסדק), וכן מדידת רוחבם ועומקם של הסדקים באמצעות ציוד ייעודי. במקרים מיוחדים, אפשר לבצע ניטור התפתחות סדקים באמצעות טכנולוגיות מתקדמות, כמו טכנולוגיית פליטה אקוסטית, המסוגלות לתת אינדיקציה לגבי התפתחות הסדקים – אם הם מתפתחים בצורה מינורית ויציבה או בצורה המסכנת את המבנה. הבנה מלאה של גודל הסדק, מיקומו והתפתחותו היא השלב הראשון והחשוב ביותר לפני קבלת החלטה בדבר הטיפול המתאים.
2. מפרט טכני והנחיות: לאחר ניתוח מעמיק של מצב הסדק ע"י מתכנן הקונסטרוקציה, הוא יכין מפרט טכני הכולל הנחיות מפורטות של כל העבודות הנדרשות לצורך איטום הסדק, החל משלב ההכנה, דרך ההזרקה עצמה ועד לבקרת ביצוע ע"י המתכנן והמפקח, פירוט החומרים הנדרשים לצורך ההזרקות ודרישות טכניות לגביהם, וכן אישור שהקבלן מוסמך לביצוע העבודה.
3. הכנה להזרקה: כדי להזריק את האפוקסי באופן מיטבי יש לבצע מספר פעולות שיאפשרו תפירה מלאה של הסדק מכל הכיוונים. תחילה יש לחשוף את הסדק לכל אורכו ולחרוץ אותו באמצעות דיסק יהלום לעומק של 5 מ"מ, לאחר מכן יש לקדוח חורים לצידי הסדק ולאורכו במרווחים של 30 ס"מ ובזווית של 45 מעלות, כך שפיות ההזרקה יחדרו לסדק משני צידיו והאפוקסי ימלא את כל החלל שנוצר. לאחר שהרחבנו מעט את הסדק ויצרנו חורים משני הצדדים, נחדיר אליהם פיות הזרקה מיוחדות ונשטוף את הסדק באמצעות טינר (מדלל).
4. איטום: בשלב זה נבצע סגירה של הסדק ואיטומו באמצעות שפכטל אפוקסי, על מנת למנוע את יציאת חומר ההזרקה מחוץ לסדק, ולהבטיח את כניסתו לכל הסדק באופן מלא.
5. הזרקת אפוקסי: לאחר ייבוש שפכטל האפוקסי נזריק את חומר ההזרקה הנוזלי דרך הפייה שהכנסנו באמצעות אקדחי הזרקה ייעודיים – ידניים, חשמליים או בלחץ אוויר, כאשר קצב ההזרקה ועוצמתה ניתנים לוויסות על פי הצורך. במהלך ההזרקה נוודא שהחומר נכנס לכל הסדק ע"י פתחי בקרה.

בסיום תהליך ההזרקה האפוקסי מתקשה, ומתקבל איחוי חזק ומילוי של חלל הסדק. זמן ההתקשות המקסימלי של האפוקסי הוא שבעה ימים, אך לרוב הוא יתקשה כבר קודם ובכל מקרה ההנחיה הקובעת היא זו של היצרן. במקרים מסוימים יתבצעו קידוח והוצאה של גליל בטון באזור הסדק לאחר התיקון והתחזקות האפוקסי, לצורך בדיקה ויזואלית של התיקון. התהליך כולו מתבצע ע"י צוות הפרויקט והמתכנן, ובסיומו תוציא החברה המבצעת דו"ח מסכם עם כל נתוני הביצוע, החומרים שבהם נעשה שימוש והאישורים הרלוונטיים.

מי יכול לבצע הזרקת אפוקסי? 

הזרקת אפוקסי הינה עבודה מורכבת ורגישה ולכן חייבת להתבצע ע"י צוותים ייעודיים ומוכשרים לכך תוך שימוש במכשירים, חומרים וציוד נכון. החברה המבצעת צריכה להיות מנוסה, להשתמש בסוג אפוקסי מתאים בעל תו תקן מתאים, ולהיות בעלת מוניטין ואמינות בכל הקשור לביצוע עבודות מהסוג הזה, השונות מעבודות שגרתיות בתחום המבנים.
לדברי אליאל בלום, מנכ"ל חברת "בניין הארץ" המיישמת פתרונות של הזרקות אפוקסי לסדקים, "השילוב בין מהנדס שמכיר היטב את אופני הטיפול בסדקים לבין חברה מנוסה ומקצועית ביישום הפתרון של הזרקת אפוקסי הכרחי לצורך השגת תוצאות טובות. העבודה שלנו עם מהנדסים מנוסים כמו אהוד זרצקי מאפשרת תהליך מדויק עם בקרה תהליכית. כך, למשל, בעבודה על פרויקט של בניין שהיה עדיין בתהליך בנייה, התגלה סדק בתקרה יצוקה. אהוד זיהה שהסדק נוצר בעקבות הרטבה לקויה של החומר בתהליך האשפרה של הבטון. בהתאם לממצאים הוחלט על הזרקת אפוקסי, העבודה המשותפת אפשרה את פתרון הבעיה במהירות, וניתן היה להמשיך את הבנייה ללא חשש ליציבות השלד".
גם זרצקי מדגיש את חשיבות הדיוק בביצוע של הזרקת אפוקסי לסדק: "בעבודות של חיזוק מבנים, צריכים למצוא חברה שהיא גם אמינה וגם מיומנת בסוג העבודה הספציפי הנדרש, בין אם זה הזרקת אפוקסי או חיזוק באמצעות יריעות פחמן. רק עבודה מסודרת, מקצועית ומבוקרת תבטיח ביצוע מושלם".

סדק סדק תרדוף: חשוב לזהות את הסדק ולטפל בו בזמן

סדקים במבנה אינם נדירים. בין אם מדובר בסדק שנוצר כתוצאה מתכנון או מביצוע לקוי של השלד, ובין אם מדובר בסדקים שנוצרו כתוצאה מפגעי מזג האוויר או מנזק חיצוני שנגרם למבנה, חשוב לזהות ולאפיין את הסדק ולטפל בו בהתאם. כיום, בעזרת טכנולוגיות כמו הזרקת אפוקסי לסדקים, המבוצעות בידי צוותים מיומנים, אפשר לפתור את הבעיה של סדקים במבנים באופן מהיר ואמין.

הפוסט סדק בקונסטרוקציה? הזרקת אפוקסי היא הפתרון החכם הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

במקרים מסוימים, הבטון, כפי שיושם בשטח, לא עומד בחוזק שקבע לו המהנדס בשלב התכנון. מצב זה, של בטון לא בחוזק, הוא בעיה שיש לפתור ביעילות ובמהירות כדי להתקדם בתהליך הבנייה.

איזה חוזק בטון נדרש? התקינה הישראלית

הבטון הוא תערובת מבוקרת של צמנט, אגרגטים, מים ותוספים לשיפור תכונות התערובת. על מנת לקבוע אם הבטון חזק מספיק כדי לעמוד בעומסים המתוכננים לו, קבע מכון התקנים הישראלי מספר תקנים קפדניים בנושא (העיקריים שבהם: ת"י 26, ת"י 466 חלק 2, ות"י 118).

חוזק הבטון הוא מדד שנקבע לפי החוזק האופייני בלחיצה שבו יכול הבטון לעמוד. חוזק הבטון מסומן באות ב' כאשר לידה מספר המסמל את החוזק לפי יחידות לחץ של מגה-פסקל (מגפ"ס), לדוגמה: הסימול של ב-20 משמעו שחוזק הבטון ללחיצה הוא 20 מגפ"ס (200 ק"ג לסנטימטר רבוע).

החוזק הנדרש לבטון נקבע על ידי המהנדס המתכנן. בדרך כלל, ב-20 הוא חוזק הבטון הנדרש לבניית בתי מגורים, ב-30 משמש לבניית חדרי ביטחון ומקלטים וב-40 לבניית גשרים.

התקן הישראלי מוסיף מרווח ביטחון של 10% למדידת חוזק הבטון. כך, לפי הוראות התקן, כדי להגדיר בטון מסוג ב-30, החוזק הממוצע של הדגימות (fcm) צריך להיות לפחות 33 מגפ"ס.

כיצד מודדים חוזק בטון לאחר יישומו?

את חוזקו של הבטון יש לבדוק בהתאם לאופן שבו הוא נוצק בשטח. הסיבה: עצם היותה של תערובת הבטון מיועדת להגיע לחוזק מסוים לא מבטיח שהיישום בשטח יאפשר לבטון להתקשות למלוא חוזקו הפוטנציאלי. רק בדיקה של הבטון כפי שיושם בשטח תאפשר לדעת מה חוזקו בפועל.

בדיקות הבטון מתקיימות במעבדת בטון. נציג המעבדה לוקח דגימה מהבטון בזמן שהוא מיושם בשטח, ואת הדגימה בודק בתנאים המאתגרים את הבטון. הבדיקות נעשות לאחר 28 יום ממועד היציקה, שכן תהליך התחזקות הבטון נמשך גם לאחר היישום, ובעיקר ב-28 הימים הראשונים.

תוצאות המעבדה מגדירות מהו חוזק הבטון בפועל כך שאפשר להשוותו לחוזק הבטון שקבע המהנדס בשלב התכנון. אם חוזק הבטון בפועל נמוך מחוזק הבטון בתכנון בתוספת 10%, מוגדר המצב כ"בטון לא בחוזק", מצב שבו יש לטפל ברצינות שכן הוא עשוי להשליך על בטיחות המבנה.

בטון לא בחוזק – גורמים ופתרונות אפשריים

מצב של בטון לא בחוזק אינו נדיר. קיימים גורמים רבים שעלולים למנוע מהבטון להגיע למלוא חוזקו הפוטנציאלי. לדוגמה:

1. טעות אנוש: כמו בכל פעולה המצריכה התערבות אנושית, טעויות אנוש יכולות להתרחש. כך, למשל, ייתכנו טעויות לוגיסטיות בשלב אספקת הבטון. לדוגמה – הוזמן בטון בחוזק ב-40 אך בפועל הגיע בטון בחוזק ב-30. עוד דוגמה לטעות אנוש היא כאשר נהג מערבל הבטון התעכב בדרך לאתר הבנייה והוסיף מים למערבל, מה שהשפיע על הרכב הבטון.

2. הכנה לא מלאה: כאשר תהליך ערבול הבטון לא מסתיים בהתאם להוראות ההכנה, יציקתו בטרם עת תגרום לכך שהוא לא יצליח להגיע למלוא חוזקו.

3. פגם בתהליך האשפרה: כיוון שבטון הוא חומר שעובר תהליך התקשות הנמשך זמן, תנאים סביבתיים יכולים להשפיע עליו. כך, למשל, תנאי מזג אוויר חורפיים או כאלה שיוצרים תנאי לחות לא אופטימליים עלולים לפגוע במידת החוזק הסופית של הבטון.
4. יישום שגוי: יישום הבטון בצורה נכונה בשטח הוא קריטי להשגת מלוא חוזקו. כך, למשל, פירוק מהיר מדי של הטפסנות, זו שתוחמת את מתחם היציקה, יכול לגרום לאי ייצוב של הבטון בתבנית היציקה. דוגמה נוספת ליישום שגוי היא יציקת הבטון מגובה של יותר משני מטר, מה שגורם להיפרדות החומר (סגרגציה) ולסדקים אפשריים ביציקה.

לא משנה מאיזו סיבה הבטון לא הגיע לחוזק המתוכנן, ולמעט מקרים חריגים של תוצאות גבוליות, יש לטפל במצב מיידית. עד תחילת השימוש ביריעות סיבי פחמן לחיזוק מבנים, טיפול במצב של בטון לא בחוזק הצריך פתרונות מסורבלים: החל מיציקת שכבת בטון נוספת או הוספת ברזל לחיזוק, וכלה בהרס האלמנט שנבנה ויציקתו מחדש.

שיטות אלה בעייתיות ממגוון סיבות: ראשית, הן מקטינות את המבנה, שכן תוספת הבטון או הברזל מקטינה את גובה החלל שנותר. שנית, היישום, המצריך שימוש בכלים כבדים שעשויים לפגוע באלמנטים שכבר נבנו לאחר היציקה, ולבסוף, הן אורכות זמן, מעכבות את המשך הבנייה ויוצרות מטרדי לכלוך ורעש.

חיזוק ביריעות סיבי פחמן למקרה של בטון לא בחוזק

האלטרנטיבה הפשוטה, המהירה והמתבקשת לטיפול במצב של בטון לא בחוזק היא חיזוק בעזרת יריעות סיבי פחמן.

יריעות סיבי הפחמן הן קלות משקל, דקות מאוד, גמישות ובעלות עמידות גדולה במתיחה. כך, יריעות פחמן בעובי 2 מילימטרים המיושמות נכון בשטח מהוות חלופה יעילה לכמויות גדולות של ברזל ובטון, ומאפשרות עבודה נקייה ומהירה, ללא כלים כבדים, ללא הקטנת חללים, וללא נזק סביבתי.

לדברי אליאל בלום, מנכ"ל חברת בניין הארץ, המתמחה בחיזוק מבנים באמצעות יריעות פחמן, פתרון זה הולך וצובר תאוצה בשוק הישראלי, ובחלק מהמקרים הוא חוסך לקבלנים הרבה מאוד כסף, זמן וכאב ראש. "לאחרונה טיפלנו במקרה שבו חוזק הבטון של בניין מגורים בירושלים עמד על 25.5 מגפ"ס במקום 30, והדבר התגלה רק לאחר יציקת שתי תקרות שכבר נבנו מעל. במקרה כזה, לא הגיוני להרוס שתי קומות שכבר נבנו כדי לצקת בטון מחדש. גם חיזוק בבטון או בברזל נוספים הוא בעייתי, שכן הוא היה מקטין משמעותית את החלל. החלופה של יריעות פחמן, לעומת זאת, נתנה מענה מדויק לחיזוק, ללא הקטנת חלל, ללא עצירת עבודות, ובעלות נמוכה בכ-30-50% מפתרונות אחרים".

לדבריו של בלום, הפתרון מיושם לא רק במבני מגורים רב קומתיים, אלא גם בבניינים מסחריים ואף בצמודי קרקע: "לאחרונה סיימנו עבודה בווילה פרטית בטבריה. חוזק הבטון היה רחוק משמעותית מהמתוכנן ותוספת ברזל הייתה הורסת את התכנון האדריכלי של הווילה, בשל הנמכת התקרה והפרעה לאלמנטים עיצוביים. הפתרון של חיזוק בעזרת יריעות פחמן פתר את הבעיה ללא הנמכות, בעלות נמוכה ובתוך שישה ימים בלבד".

עוד מדגיש בלום כי חיזוק ביריעות פחמן מחייב יישום מקצועי ומדויק בשטח, שיאפשר ליריעות הפחמן להעניק את החיזוק הנדרש. "החברה שמיישמת את הפתרון של חיזוק ביריעות פחמן חייבת להיות מיומנת מאוד בכל שלבי העבודה, החל בתכנון נכון של הכמויות וחומרי ההדבקה, דרך יישום מדויק של ההדבקה והמתיחה, וכלה במנגנון בקרה תהליכית שיוודא שהכול קורה כמו שצריך לאורך הדרך".

בטון לא בחוזק? יש פתרון פשוט ויעיל

בתהליך מורכב כמו בניית מבנים, המתבצע פעמים רבות בלחץ של זמן ובמגבלות תקציב, מצב של בטון לא בחוזק מהווה אתגר של ממש. הוא יכול להשפיע על עמידה בלוחות הזמנים, על התכנון המקורי של המבנה ועל עלות הבנייה, ואי אפשר להתעלם ממנו, שכן הוא משליך ישירות על בטיחות המבנה. במקרים כאלה, יריעות סיבי פחמן הן הפתרון המתבקש.

נתקלתם במצב של בטון לא בחוזק? צרו קשר ונשמח לעזור

הפוסט בטון לא בחוזק? יריעות פחמן הן הפתרון המתבקש הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

חברת פייסבוק ישראל מתרחבת. משרדי ההנהלה, על שלל מחלקותיה, חולשת על פני מספר קומות בבניין עזריאלי שרונה בתל אביב, המגדל הגבוה ביותר בישראל, המתנשא לגובה 238.5 מטרים. הסבת הקומה השלושים ושבע מקומת משרדים לטובת הקמת חדר אוכל עם מטבח מבשל היווה אתגר לא קטן, שכן שינויי הייעוד הצריך שינוי עומס מקורי לעומס חדש. חברת "בנין הארץ", המתמחה בחיזוק באמצעות סיבי פחמן (CFRP), נבחרה לחיזוק תקרת המבנה.

חברת פייסבוק ישראל חפצה להפוך את הקומה השלושים ושבע בבניין עזריאלי שרונה, לחדר אוכל. מכיוון שהבניין תוכנן למשקלים המתאימים למשרדים,  נדרש לבצע חיזוק תקרת הקומה עבור הפיכת ייעודו לחדר אוכל. ע"פ תקן, קיימת חובה לחזק את התקרה לעומס שימושי של 500 קילו למטר רבוע (לעומת 250 במקור).

אתגר- חדר אוכל עם  מטבח מבשל בקומה גבוהה 

"לקח ששה חודשי עבודה ממתן קבלת התוכניות מהאדריכל והאישור לביצוע ועד לסיומו של כל פרויקט המשרדים, עבודה שכללה פיקוח על הרבה קבלני משנה", מספר דביר אוחיון, מנהל אזור ומנהל הפרויקט בא.וייס בניה ופיקוח בע"מ, החברה הקבלנית האחראית על ביצוע כלל פרויקט משרדי פייסבוק ישראל. אחד הנושאים הבעייתיים, לדבריו, היה מטבח מבשל בקומה לא סטנדרטית, קומה שלושים ושבע. נהוג לבנות מטבחים מבשלים בקומות קרקע בגלל המשקל הכולל את השינוע של מתקנים ומכשירים, ניקוזים, מים למטבח והמתחשב בעומס השימושי שהינו גבוה יותר מאשר בחללי משרדים. הרצפה גבוהה יותר עם ניקוז ואינסטלציה, מוצרי המטבח כבדים, מיקסרים ששוקלים מאות קילוגרמים, תנורים, חדרי אפיה ועוד; חדר אוכל עם מטבח מבשל.

הם אבחנו את הבעיה של המשקלים והפעולה ראשונה הייתה פניה למשרד המהנדסים- ישראל דויד מהנדסים, לתכנון מחדש של רצפת קומה שלושים ושבע שהיא התקרה של קומה שלושים ושש. ללא התייחסות של יועץ הנדסי הבניין עלול היה לקרוס.

הוצגו מספר חלופות לחיזוק רצפה/תקרה לחברת הפיקוח מטעם פייסבוק ישראל על הבנייה, החברה האחראית על פיקוח ובקרה תקציבית, לוחות זמנים וביצוע. אחת מהן הייתה קורות מתכת גדולות, חלופה שלא נבחרה מסיבות רבות ולאחר דיונים רבים, נבחרו לחיזוק התקרה ולא משיקול כלכלי, יריעות סיבי פחמן (CFRP) . כיוון שמדובר על אלמנט קונסטרוקטיבי והביצוע דורש מיומנות גבוהה, דיוק ובקרה תהליכית, קיימת חשיבות גדולה בבחירת קבלן מבצע, מומחה עם ניסיון רב ביישום השיטה. לשם כך נבחרה חברת "בנין הארץ".

סיבי פחמן (לא רק בשיעורי כימיה…) הפיתרון המושלם

בניין עזריאלי שרונה כבר היה בשלבי עבודות גמר כשהוחלט להסב את הקומה השלושים ושבע, אי לכך להעלות לקומה בגובה זה קורות פלדה הייתה משימה כמעט בלתי אפשרית. דביר מדגיש כי לא ניתן היה להשתמש במעלית רגילה בגלל משקל הקורות והאמצעי היחיד לעלות אותם היה באמצעות מעלית משא שגודלה לא התאים לגודל הקורות. חומר הגלם סיבי פחמן הנו חומר קל משקל, המגיע בגלילים וניתן לעלותו במעלית. בנוסף, חיזוק באמצעות סיבי פחמן הוא פתרון שאינו מצריך שימוש בכלים כבדים ולכן ניתן היה לבצע את החיזוק במקרה הזה רק באמצעות סיבי פחמן . עבודת החיזוק באמצעות CFRP מבוצעת ללא ציוד כבד, הוא ניתן לביצוע על פני צורות גיאומטריות מורכבות ואינו מגדיל את משקל המבנה.

"העבודה של התקנת פסים של חומרים מורכבים מהירה מאוד אורכת כחצי יום עד כשלושת רבעי יום מרגע שמתחילים עד שמסיימים מקטע מסוים. בעבודות פלדה ההיערכות המקדימה דורשת הרבה מאוד זמן ולכן אנחנו כקבלנים ומפקחים מוצאים יתרונות רבים לשימוש בשיטה בקשת גדולה של מקרים", מסביר דביר שמאוד גאה בתוצאה כמו בילד שנולד.

שרון אלבז, ראש תחום חיזוק מבנים ב'בנין הארץ' מדגיש כי היישום באמצעות סיבי פחמן מהיר מאוד ועבור היזם והקבלן לעיתים שיקול החיסכון בזמן גובר על שיקול העלות הכספית. בנוסף, קיימים מקרים בהם לא ניתן אחרת בדומה לתרחיש פרויקט פייסבוק. לשיטה יתרונות רבים, רואים את קצב הגידול בשימוש בה ואת הרצון של מהנדסים להעמיק וללמוד כיצד מתכננים בה.

"השימושים לסיבי פחמן הם רבים", מסביר שרון, "הגדלת תסבולת של רכיב מתוך שינוי ייעוד כפי שהתקיים בפייסבוק, שימוש כאשר יש כשל כתוצאה מבליית הזמן או כשל במבנה מפגיעה לא מכוונת, כשיש טעות בתכנון או בביצוע, עבור חיזוק לעומסי רעידות אדמה."

שרון אף מדגיש כי השיטה פותחת אפשרויות חדשות לאדריכלים ותורמת לאסתטיות; היא תורמת לשמירה על החלל ומעניקה יכולת לבצע שינויים גם במקומות שנראים כבלתי אפשריים. ניתן אף לצבוע אותם", הוא מסביר, "הצבע שנבחר במשרדי פייסבוק הוא לבן וכלל לא רואים את היריעות".

"שיתוף הפעולה עם 'בנין הארץ' היה מעולה", מסכם דביר, "הם מקצוענים ונכונים למשימה.  השימוש בשיטה אמנם לא זול אך מעבר לצד הכספי הוא מושלם. החומר דק וקל מאוד, לא תופס או "גונב" מהחלל שנשאר בגודלו המקורי. עוביו מספר מילימטרים לעומת קורות פלדה התופסות חלק נכבד מנפח החלל ובכך שומרים על הקיים ולא פוגעים בפונקציונאליות ובאסתטיות המבנה."

התמודדות עם בעיות סבוכות

'בנין הארץ' הינה חברה קבלנית המתמחה בביצוע עבודות הנדסיות מיוחדות ובעלת יכולות ניתוח הנדסי, תכנון, גמישות ויצירתיות המקנות לה יכולת התמודדות עם בעיות סבוכות והצעת פתרונות מיוחדים המותאמים לבעיות הייחודיות של כל פרויקט. בנין הארץ מתמחה בחיזוק באמצעות סיבי פחמן (CFRP), מוצר המציע פתרון בעל יתרונות רבים לאדריכלים, מהנדסים, קבלנים ומפקחים.

קרדיטים

דביר אוחיון, מנהל אזור חברת א.ווייסבניה ופיקוח בע"מ.
שרון אלבז, ראש תחום חיזוק מבנים ב'בנין הארץ'.
צילומים: בנין הארץ, א. וייס בניה ופיקוח בע"מ

הפוסט הסבת קומת משרדים לטובת הקמת חדר אוכל עבור חברת פייסבוק ישראל הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

בעולם כה שמרני, מרענן לגלות שיש כאלה שדווקא מחפשים חדשנות ויצירתיות בעולם חיזוק המבנים, כמו מעבדת הפיתוח של חברת בניין הארץ.

 מעבדת הפיתוח של בניין הארץ: אווירה של היי טק

במשרדים של חברות העוסקות בביצוע עבודות הנדסיות יש בדרך כלל אווירה מחוספסת ותעשייתית. התחושה שמקבלים במשרדי חברת בניין הארץ, לעומת זאת, היא דווקא הייטקיסטית. התחושה הזו מחוברת גם לעשייה בשטח: בניין הארץ ידועה כחברה שמפתחת מכונות ושיטות חדשניות בתחום חיזוק המבנים, וכבעלת נכסי קניין רוחני בתחום.

מי שנמצאים בחוד החנית של החדשנות הטכנולוגית בחברה הם חברי מעבדת החדשנות של בניין הארץ – המתפקדת כיחידת מחקר ופיתוח לכל דבר. פגשנו את אחד ממנהלי הפרויקטים המעבדה, בועז סטאביצקי, כדי להבין מה בדיוק קורה שם.

"אנחנו פותרים בעיות אמיתיות שעולות מהשטח"

בועז, מהנדס מכונות בהכשרתו, עלה לישראל מארה"ב לפני כשמונה שנים. עם הגעתו לישראל התגייס לצה"ל ושירת ביחידה הקשורה לנושא המִנהור. לאחר שהשתחרר החל לעסוק ברובוטיקה בתחום המנהור, ולאחר מכן גויס למעבדת בניין הארץ, שבה חברים לא רק מהנדסי מכונות אלא גם מהנדסי חשמל ומכניקה ואנשי תוכנה.

בועז, מה פתאום מעבדת חדשנות בתוך חברה קבלנית?

אני חושב שהכול מתחיל באישיות של מתנאל ליבי, ממייסדי החברה. הוא איש יצירתי מאוד, בעל הבנה טכנולוגית מעמיקה וראש של ממציא, שרוצה לחדש ולייעל מוצרים ותהליכים ולהכניס אוטומציה בכל מקום שאפשר.

איך זה בדיוק עובד? איך אתם מחליטים אילו דברים לפתח?

בניין הארץ אוספת בעיות אמיתיות של חוסר יעילות שעולות מהשטח. לאחר מכן מתקיימת ישיבה של מנהלי המעבדה עם חברי ההנהלה של בניין הארץ, שבה מחליטים יחד באיזו בעיה אנחנו עומדים לטפל ואילו סוגי פתרונות אנחנו צריכים לספק. בדרך כלל עובדת המעבדה על מספר פרויקטים במקביל.

איך מתחילים לעבוד על פרויקט?

במחקר. אנחנו ממפים את כלל הטכנולוגיות הקיימות בעולם כיום לפתרון הבעיה, נפגשים עם מומחים בארץ ובעולם, ומגבשים יחד את הכיוון שנראה לנו מתאים לפתרון. מכאן אנחנו יוצאים לפיתוח, משולחן השרטוטים – ועד המוצר המוגמר.

יש דרך ארוכה משרטוט למוצר מוגמר. אתם עושים הכול פה במעבדה?

בדרך כלל כן. אנחנו מדפיסים כאן חלקים בתלת ממד, בונים אבות טיפוס, ויודעים לייצר גם דגמים גדולים מחומרים אחרים כמו עץ או מתכת ואף לייצר את המכונות עצמן.

"אנחנו משנים את השיטה שבה עובדים עם יריעות פחמן בשטח"

נכסי הקניין הרוחני של בניין הארץ פזורים על תחומים שונים בתחום של חיזוק מבנים, אחד מהם הוא התחום של חיזוק בעזרת יריעות סיבי פחמן. השימוש בסיבי פחמן כפתרון לחיזוק כבר התבסס כשיטה מצוינת לחיזוק מבנים, ועל כן אנו תוהים על מה בדיוק שוקדת כיום המעבדה.

בועז, מה יש לחדש בתחום החדש יחסית של חיזוק עם סיבי פחמן?

יש הרבה מה לחדש בתהליכים ובשיטות ליישום הפתרון של סיבי פחמן בשטח. כיום מתבצעים התהליכים האלה בשטח באופן ידני, שמוגבל מבחינת הדיוק שלו. אנשים הם אלה שמערבבים את הדבק האפוקסי הנדרש לצורך היישום, אנשים הם אלה שחותכים ומספיגים את יריעות הפחמן בדבק. לא משנה כמה הם מיומנים – מכונה תעשה את זה מדויק יותר.

ואין היום בעולם רובוטים או מכונות כאלה?

אין. יש פיסות טכנולוגיה שונות, יש כל מיני מכונות, אבל אין מכונה שיודעת גם לערבב דבק בצורה מדויקת, גם להטביל את יריעות הפחמן בדבק וגם למדוד ולחתוך אותן ברמת דיוק מילימטרית. אנחנו הצלחנו לפתח מכונה שיודעת לעשות את כל אלה. נוסף על כך, אפשר להזין אליה מרחוק את הנתונים הבסיסיים הנדרשים כמו מידות, והיא כבר יודעת מה לבצע. אפילו הצלחנו לייצר אותה כמכונה ניידת שאפשר להעביר מאתר עבודה אחד לשני במהירות.

איך עשיתם את זה?

חיברנו בין טכנולוגיות. התבססנו על מכונות קיימות שחיברנו זו לזו, הוספנו להן שכבות של טכנולוגיה, ותכנתנו אותן כך שיתפקדו כמערכת סגורה שמדברת בשפה אחת ויודעת לעשות הכול מקצה לקצה. ההשפעה של מכונה כזו על יעילות ודיוק העבודה בשטח היא דרמטית. זה מה שאוטומציה ומיכון יכולים לעשות.

האם אנשי הביצוע בשטח מסתדרים עם כל הטכנולוגיה הזו?

שאלה מצוינת. חלק בסיסי בתהליך שבו אנחנו עובדים הוא שיתוף של כלל המערכת בפיתוחי המעבדה. אנחנו מבינים שכדי שמכונה כזו תעבוד כמו שצריך, חייבים לחשוב גם על הלוגיסטיקה של שימוש במכונה כזו, וגם על עובדי התפעול בשטח, שמוזמנים למעבדה באופן שוטף.

המהפכה הלוהטת בדרך, והיא לגמרי קפואה

התוצרים של מעבדת החדשנות של בניין הארץ מרשימים בכל קנה מידה. כך, למשל, התבטא נציג בכיר של אחת היצרניות המובילות בעולם בתחום יריעות סיבי הפחמן: "הפיתוחים של בניין הארץ נמצאים בכמה רמות מעל כל מה שמוכר לנו כיום מרחבי העולם". ואכן, הפיתוחים שמונה בועז מרשימים כל אחד בפני עצמו, אך מתברר שהפיתוח הלוהט ביותר דווקא קשור להקפאה בוואקום.

מבין הפרויקטים שאתם מנהלים היום, איזה נראה לך הכי דרמטי?

יש פרויקט שאני בטוח שעומד לשנות את פני התחום: הכנה מקדימה של היריעות שתאפשר יישום מהיר ומדויק בשטח, וזאת על ידי הקפאה.

מה כל כך דרמטי בזה?

אחד האתגרים של שימוש ביריעות פחמן הוא שהמוצר מגיע לשטח כשהוא עדיין לא מוכן לשימוש. כדי להכין אותו לשימוש צריכים קודם לערבב דבק אפוקסי ולהטביל בו את היריעות. זהו תהליך שלוקח זמן ושמלכלך את סביבת העבודה. הפיתוח הנוכחי שלנו יאפשר להספיג את היריעות מראש, להקפיא אותן בשיטה מסוימת, ולהגיע לשטח כשהן מוכנות ליישום מיידי. זה מעלה את רמת הדיוק ומוריד את זמן הביצוע.

את האמת: כמי שעסק בנושאים כמו מנהור בצה"ל – מעניין לך פה בעבודה?

מעניין מאוד. יש כאן חיבור של מכניקה, חשמל, כימיה ורובוטיקה, ויש כאן חיבור לא שגרתי בין הטכנולוגיה שנמצאת מתחת למכסה המנוע לבין החוויה של משתמש הקצה בשטח.

סיכום: סטארט אפ ניישן – גם בחיזוק מבנים

אפשר לסכם את הריאיון בציטוט של הסופר פרנסיס סקוט פיצ'גרלד: "גאונות היא היכולת ליישם את מה שאתה חושב". מעבדת החדשנות של בניין הארץ עושה בדיוק את זה, ומצליחה להביא רעיונות חדשניים לביצוע אמיתי בשטח.

מתברר שהסטארט אפ ניישן יודעת לחדש לא רק בעולמות הסייבר והביג דאטה, אלא גם בתחומים שלפעמים נראים אפורים, כמו חיזוק מבנים.

הפוסט חידושים בעולם שמרני: מעבדת החדשנות של בניין הארץ הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

הפוסט חיזוק באמצעות סיבי פחמן – תקינה בינלאומית ותוכנת sika הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

ניכר כי השימוש בסיבי פחמן לצורך חיזוק מבנים מתבצע במגוון רחב של מקרים.

שאלנו מהנדסים מובילים מהם השימושים הנפוצים לחיזוק מבנים באמצעות סיבי פחמן (CFRP)

ד"ר דורון שלו ציין כי אחד השימושים הנו חיזוק מבנה שעבר כשל מבני כתוצאה מבליית הזמן או כשל מבני כתוצאה מפגיעה של בעל מלאכה לדוג: בעל מקצוע שהגיע להתקין מזגן וחותך בטעות רכיבים מבניים, צריך לפצות ולחזק-להשלים חוסר ברזל.

שימוש נוסף, כאשר רוצים להגדיל תסבולת של רכיב מתוך שינוי ייעוד לדוגמא: חדר ששימש למשרד תחת שימושים שמאפיינים משרד והופך להיות אולם ריקודים שהעומס הוא כמעט פי 2 והריצפה תוכננה לעומס המקורי וצריך לחזק אותה לעומס החדש. דוגמאות נפוצות נוספות לשינוי ייעוד ניתן לראות במגדלים: שינוי קומת משרדים לטובת הקמת חדר אוכל, או חדר כושר. וכן, שינוי יעוד של מבנים לטובת הקמת מרלו"גים. המהנדס דודו סטרובינץ ממשרד ינון תכנון יעוץ ומחקר בע"מ הוסיף כי לשימוש ביריעות לחיזוק עבור הגדלת עומסים ניתן למצוא גם בגשרים.

השימוש הנפוץ השלישי שד"ר דורון שלו מציין הוא שיפור עמידות של מבנה על מנת שיהיה כשיר לעמוד בעומסים סיסמיים, עומסי רעידות אדמה.

המהנדס דודו סטרובינץ ממשרד ינון תכנון יעוץ ומחקר בע"מ הוסיף כי השימוש בחיזוק באמצעות מתקיים כאשר יש טעות בתכנון.

הפוסט מהנדסים מובילים מסבירים: מהם השימושים בסיבי פחמן (CFRP) לחיזוק מבנים הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

השימוש בסיבי פחמן לצרכי חיזוק במבנים גובר והולך.

שאלנו מהנדסים מובילים מהם יתרונות השימוש בסיבי הפחמן (CFRP):

המהנדס אבי כהן, ממשרד ירון אופיר מהנדסים מספר כי במשרד משתמשים בתכנון באמצעות סיבי פחמן מעל 10 שנים והם תמיד מוצאים בפרויקטים את היתרון של חסכון בזמן שגוברת על העלות הכספית. בנוסף, יש צמצום בהפרעות, ברוב המקרים לא רואים את החיזוקים הם מוסתרים ע"י הגבס או חומרים אחרים, היישום נקי ואסטטי.

ד"ר דורון שלו מדגיש את היתרון שהשימוש בסיבי פחמן אינם משנים את החלל השימושי, ד"ר דורון מספר שישנם מקרים שבהם לא ניתן לשלב רכיב פלדה בחיזוק של רכיב בטון מהטעם הפשוט שלרכיב פלדה יש גודל גיאומטרי מסוים והוא נוגס מתוך החלל שנצא בסמוך לרכיב המחוזק. למשל תקרה של חניון שגובה החניון מהרצפה לתקרה מתוכנן במשורה על מנת לאפשר לכלי רכב מסוג מסוים לעבור בו, אם צריך לחזק את התקרה והשאיפה לעשות זאת באמצעות רכיב פלדה זה אומר קורת פלדה בגובה של 30 ס"מ או 40 ס"מ, קרי להוריד 30 ס"מ או 40 ס"מ מהגובה המקורי שהחניון תוכנן. חלופה לזה באמצעות החומר המרוכב זה להדביק פס בעובי של מילימטר וחצי, אז מילימטר וחצי לעומת 400 מילימטר זה ברור שבחינה כלכלית גם השגנו שיפור אדיר, זה אומר שניתן להשתמש בחלל זה מה שלא היה ניתן אם היינו רוצים לעשות זאת באמצעים אחרים.

המהנדס דודו סטרובינץ ממשרד ינון –תכנון, יעוץ ומחקר בע"מ מדגיש את היתרונות של חומר הגלם, היותו חומר גלם דק וחזק. דודו מספר שפעם חיזקו עם קורות ואלמנטים בולטים שלקחו מנפח החלל של המבנה ובאמצעות סיבי פחמן ניתן לעבוד עם חומרים דקים מאוד וחזקים מאוד. בנוסף, היה צורך להרים ולסחוב קורות, שבמעלית לא אפשרי לעלות ולסיבי פחמן יתרון במקרים אלו, יישום במקומות גבוהים עם גישה מוגבלת, הם גמישים, מתקפלים פשוט ונוחים לשימוש. סיבי פחמן זמינים ליישום באורכים גדולים במיוחד.

יתרון נוסף שדודו מציין הוא כאשר נדרשים לחיזוק במבנים לשימור, באמצעות שימוש בסיבי פחמן לא פוגעים בפונקציונאליות ובאסתטיות המבנה.

ד"ר דורון שלו מציין שהשימוש בחומר מרוכב הוא מהיר מאוד, העבודה של התקנת פסים של חומרים מרוכבים אורכת כחצי יום עד כשלושת רבעי יום מרגע שמתחילים עד שמסיימים מקטע מסוים. בעבודות פלדה ההיערכות המקדימה דורשת הרבה מאוד זמן.

יתרונות נוספים לשימוש בסיבי פחמן היותו מבוצע ללא ציוד כבד הוא ניתן לביצוע על פני צורות גיאומטריות מורכבות ואינו מגדיל את משקל המבנה.

הפוסט מהנדסים מובילים מסבירים מהם יתרונות השימוש בסיבי פחמן (CFRP) לחיזוק מבנים הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

חמש טעויות נפוצות בחיזוק על ידי יריעות סיבי פחמן

הטעויות האפשריות ביישום חיזוק על ידי יריעות סיבי פחמן נחלקות למספר סוגים. נצביע על הטעויות הנפוצות ביותר ונדגים מדוע טעות שנראית זניחה עלולה להיות קריטית ומסוכנת, וכיצד אפשר להימנע ממנה.

1. הצמדה לא מלאה למשטח

יריעות סיבי פחמן נכנסות לפעולה רק במצבי הקצה שבהם נדרש חיזוק. כך, למשל, במקרה שבו בוצע חיזוק תקרה בעזרת יריעות סיבי פחמן – כל עוד העומס על התקרה הוא העומס שתוכנן מלכתחילה, יריעות הפחמן אינן "נכנסות לפעולה". כאשר נוסף עומס מעבר לעומס שתוכנן – היריעות נכנסות לפעולה ומשמשות תוספת חיזוק בפן התחתון של התקרה. אפשר לדמות זאת לשימוש בחבל בנג'י: כל עוד לא הגיע החבל לנקודה שבה הוא מתוכנן לבלום את הנפילה, אין לחבל משמעות. כאשר הוא מגיע לנקודת הקצה – החבל הוא ההבדל הדק שבין חיים למוות.

זו הסיבה לכך שבתהליך הדבקת היריעות לתקרה יש חשיבות רבה למגע מלא של היריעות עם שטח ההצמדה. אפילו קמטים קטנטנים או בועיות שנוצרות עקב הצמדה לא מוקפדת למשטח יכולים להשפיע על החיזוק, שכן הצטברות בועיות וקמטים אלה מפחיתה את חוזק ההדבקה, וכפועל יוצא גם משפיעה על העומס שהמשטח המחוזק יכול להכיל. התוצאה עלולה להיות כמו חבל בנג'י שמתוכנן לבלום את הנפילה רק מטר לאחר נקודת המגע עם הקרקע, כלומר: חסר משמעות לחלוטין.

אחד הפתרונות שמונעים את היווצרות בעיה הזו הוא מכונה הידראולית המצמידה את היריעות למשטח המחוזק באופן מלא, ללא בועיות או קמטים. כדאי לוודא שלחברה המבצעת יש מכונה הידראולית שכזו.

2. הדבקה לא חזקה דיה

יריעות סיבי פחמן הן חומר חיזוק חיצוני לאלמנט המחוזק. לכן, איכות ההדבקה היא מרכיב קריטי ביכולת של היריעה לחזק את האלמנט ובעצם להפוך לחתך מרוכב המבטיח עבודה משותפת של כלל החומרים המרכיבים אותו, בדומה למצב שאותו רוצים להשיג בחיזוק בשיטות המסורתיות.

בחירה בדבק האפוקסי המתאים להדבקת היריעה, חישוב הכמויות המדויקות שלו ואופן ההדבקה עצמו קריטיים לביצוע הדבקה חזקה למשטח הבטון. הדבקה שאינה חזקה דיה, עקב אי דיוק בהכנה, בביצוע או באיכות החומרים ומינונם, עלולה לפגוע בהדבקת יריעות הפחמן ולא לספק את החתך המרוכב הנדרש.

כיצד אפשר לוודא הדבקה חזקה דיה? השיטה הטובה ביותר היא ביצוע בדיקת שליפה על ידי "מכונת שליפה". מכונת השליפה תולשת מקטע קטנטן מיריעת הפחמן, במקום ייעודי שתוכנן לכך מראש, ומחשבת את מידת הכוח הנדרשת לתלישה, כדי לוודא שההדבקה עומדת בדרישות המהנדס, מפרט היצרן והתקנים המתאימים.

כדאי לוודא שלקבלן המבצע את החיזוק יש מכונת שליפה על מנת לבדוק בשטח את חוזק ההדבקה ולוודא שההדבקה עומדת בתקנים הנדרשים.

3. הצמדה לא ישירה לבטון

כאמור, הדבקת היריעות היא שלב קריטי ביישום היריעות. על מנת להבטיח את איכות החיזוק יש לייצר משטח הדבקה אופטימלי, כזה שלא יהיו בו נקודות תורפה שיפגמו בחיזוק כאשר נכנסות היריעות לפעולה. לכן, הכנת משטח ההדבקה לפני היישום קריטית לביצוע, כאשר המטרה היא לייצר פני בטון נקיים וחלקים, על ידי חישוף פני הבטון, הסרת חלקי בטון פגומים ותיקון סדקים, ולאר מכן החלקת בטון.

הצמדת היריעות ללא ביצוע תהליך מוקפד של שיוף והחלקה היא טעות נפוצה במיוחד. בין השאר, ההחלקה והשיוף נדרשים על מנת להסיר שכבות בטון מוחלשות אשר קיימות לעיתים דווקא בקצוות האלמנטים, כמו גם כדי להבטיח הדבקת היריעות למשטח איכותי בעל שטח פנים מלא ורציף. משטח הדבקה שהוא בעל נקודות תורפה עלול להשליך ישירות על החיזוק באמצעות יריעות פחמן.

4. אי דיוק במסלול היישום

מילת המפתח ביישום יריעות סיבי פחמן היא: דיוק. הקבלן המבצע את הדבקת היריעות חייב לעשות זאת בהתאם למיקום המדויק שעליו הורו המהנדסים.

חלק מהחברות המיישמות את הפתרון של יריעות סיבי פחמן עובדות "לפי העין" או לפי סימון באמצעות מטר רץ. התוצאה היא חריגות ממסלול הדבקה שהותווה מראש, וזאת בשל העובדה שהמשטחים שאליהם מדביקים את היריעות לא תמיד ישרים ומהוקצעים כמו שהם נראים בשרטוטים. חריגה – ואפילו חריגה קלה – מהמסלול שקבעו המהנדסים עלולה להסתיים ביריעות שלא ייכנסו לפעולה ברגע הקריטי.

כדאי לוודא מול החברה המבצעת את מתודולוגיית סימול מסלולי ההדבקה שלה. כדאי לבחור בחברה המפעילה צוותי סימון בלייזר, שמסמנים באופן ברור ומדויק מאוד את מסלולי ההדבקה בפועל ומוודאים את ההתאמה המדויקת למסלול שקבעו המהנדסים.

5. דיוק בהכנת הדבק האפוקסי בשטח

היישום של חומרים מרוכבים כמו יריעות פחמן מצריך, בדרך כלל, הכנת חומרים בשטח. כך, למשל, מתבצע בשטח ערבוב חומרים היוצרים את הדבק האפוקסי, והערבוב יוצר ריאקציה כימית נדרשת. ערבוב לא מדויק, כמויות לא נכונות, ואפילו הטמפרטורה במקום הערבוב – משפיעים על הריאקציה הכימית, ויכולים להאריך או לקצר אותה. המשמעות היא שהחומר המרוכב לא נוצר באופן שעליו הצביע היצרן.

חובה לוודא, לפני הזמנת חברה מבצעת, שיש בידיה את הכלים לערבוב מדויק בשטח, בהתאם להוראות היצרן, ותוך התחשבות בגורמים משתנים כמו טמפרטורה. הבנת האופן שבו יש לעבוד עם חומרים מרוכבים היא קריטית להצלחה.

סיכום: דיוק, דיוק ושוב דיוק

השימוש ביריעות פחמן לחיזוק מבנים הוא פתרון יעיל ביותר, המוכר בעולם כבר שנים רבות, ובשנים האחרונות צובר תאוצה רבה בענף הבנייה בישראל. עם זאת, הבחירה בפתרון זה מחייבת הקפדה רבה על איכות הביצוע, ולכן יש להקדיש תשומת לב רבה לבחירת הקבלן המבצע. קיומם של מכשור מתקדם, כוח אדם איכותי ובעל ניסיון ויכולת להפעיל בקרת תהליכים תוך כדי ולאחר העבודה הוא מרכיב קריטי בבחירת הקבלן המבצע.

הפוסט חיזוק על ידי יריעות סיבי פחמן: חמש טעויות נפוצות ומסוכנות הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

הסטטיסטיקות העולמיות מעידות על מגמה ברורה: הביקוש לחומרים מרוכבים, ובמיוחד יריעות סיבי פחמן, נמצא בעלייה מתמדת. אם עד שנת 2008 שלטו תעשיות הרכב והתעופה בשימוש בחומרים מרוכבים, בשנים האחרונות ענף הבנייה הולך ותופס את הבכורה. למעשה, לפי מחקר שפורסם בשנת 2017 ב-Journal of Material Sciences & Engineering, ענף הבנייה אחראי ל-33% מהשימוש בחומרים מרוכבים, אחוז זהה לזה של תעשיית התחבורה.

בתוך עולם החומרים המורכבים, יריעות סיבי פחמן נחשבות לחומר המתקדם ביותר בשימוש, כאשר בשנת 2017 הביקוש העולמי ליריעות סיבי פחמן עמד על 84,000 טון והביקוש העולמי הזה צפוי לעלות ביותר מ-10% לשנה בחמש השנים הקרובות.

יריעות סיבי פחמן: קלות, גמישות ועמידות

הפחמן משמש חומר גלם תעשייתי בתחומים רבים. בתחום ההנדסה המבנית יריעות העשויות מסיבי פחמן משמשות לחיזוק מבנים באמצעות השלמת חוסרי ברזל, לתוספת עומסים או לתיקון כשלים, לחיזוק ולשיקום גשרים, לחיזוק מבנים מפני רעידות אדמה וכן לצורך חיזוק מקומי בשל ביצוע שינויים אדריכליים.

מה הופך את יריעות הפחמן ליעילות כל כך בחיזוק מבנים? ראשית, יריעת פחמן היא קלת משקל, גמישה ובעלת עמידות גדולה מאין כמותה במתיחה. המבנה המולקולרי של יריעת הפחמן ואופן האריגה שלה מאפשרים לה להוות תחליף יעיל ופשוט לכמויות גדולות של ברזל וליישום גם במקומות צרים שבהם הנגישות מוגבלת.

נוסף על כך, יריעת הפחמן היא דקת עובי – עד שני מ"מ בלבד, כולל חומר ההדבקה. התוצאה היא ששימוש ביריעות פחמן כמעט שאינו מגדיל את עובי התקרה או העמודים ואינו משנה את חללי המבנה. הוא גם אינו דורש שימוש בכלים כבדים, קידוח, ניסור או יציקה.

כאן בא לידי ביטוי יתרון נוסף של בחירה בפתרון של יריעות פחמן: כיוון שהיישום אינו דורש שימוש בכלים כבדים ובהרבה חומרים, עבודת חיזוק מתבצעת ללא פינוי המבנה או השבתתו מפעילות שוטפת. כך, למשל, כאשר חברת בניין הארץ הוזעקה לטיפול בחיזוק גשר של רכבת ישראל, השימוש ביריעות הפחמן לחיזוק הגשר אפשר לרכבת להמשיך בנסיעותיה תוך כדי עבודה רציפה. השימוש ביריעות הפחמן אף אפשר לבצע את חיזוק הגשר בלוח זמנים קצר מאוד.

יריעות הפחמן הן פתרון משתלם גם בטווח הרחוק, שכן יש להן עמידות גבוהה מפני קורוזיה ונזקי סביבה אחרים, ואין צורך בתחזוקה שוטפת שלהן.

יריעות סיבי פחמן: פתרון יעיל לחוסרי ברזל או לשחיקה בעמידות

לאור היתרונות המובהקים של יריעות הפחמן, ובמיוחד היותן קלות משקל, גמישות ועמידות, השימוש בהן נחשב ליעיל במגוון רחב של יישומים בתעשיית הבנייה, כתחליף לחיזוק מגושם בברזל או בבטון.

כך, למשל, במקרה של חוסרים בברזל. במקרים מסוימים, כתוצאה מכשל שמקורו בתכנון או בביצוע לקויים, נעשה שימוש בכמות קטנה מדי של ברזל בתקרות המבנה, בעמודים שלו או בקורותיו. חוסרי ברזל אלה גורמים להחלשת הבטון ולכך שהמבנה אינו בנוי לעמוד בעומסים הפועלים עליו. יריעות פחמן הן פתרון מתבקש לבעיה של חוסרי ברזל במבנה.

גם במקרים שבהם נגרמת שחיקה עקב קורוזיה, תחזוקה לקויה או בשל חלוף הזמן, הבטון והברזל עלולים להיחלש ולגרום לכך שהמבנה אינו עומד עוד בעומסים שעבורם תוכנן מלכתחילה. בעזרת יריעות פחמן אפשר לתקן מגוון רחב של כשלים קונסטרוקטיביים במבנה באופן פשוט ומהיר, ולעיתים אפשר אף להחזיר את התקרה למצבה טרם התפתחות הכשל.

הגדלת עומסים ושינויי אדריכלות? יריעות הפחמן הן פתרון אלגנטי

במקרים רבים נדרשת הגדלת עמידות המבנה בעומסים כבדים יותר מאשר אליהם תוכנן מלכתחילה. זה יכול לקרות בעקבות צורך בהוספת מכונות כבדות או מכונות המייצרות ויברציה תמידית על המבנה, או במקרה של שינוי ייעוד של מבנה משרדים לתעשייה או למסחר.

יריעות פחמן, כאשר הן מיושמות באופן נכון ובהתאם לצרכים ולמגבלות, מאפשרות הגדלת עומסים מקומית או בכל שטחי המבנה, והתאמתו לאופי הפעילות הנדרש. השימוש ביריעות פחמן במקרים אלה מאפשר מרחב תמרון ותכנון גדול יותר בהתאמת חוזק המבנה לאופי הפעילות הנדרש.

גם במקרים שבהם מתבצעים שינויי אדריכלות, היכרות טובה עם יריעות הפחמן ושימוש נכון בהן מאפשרים גמישות תכנונית רבה יותר לאדריכלים, מהנדסים ומעצבי פנים. במקרים רבים מוגבלים האדריכלים או המעצבים בתכנון שלהם עקב קיר או עמוד תומך. שימוש חכם ביריעות פחמן יכול לאפשר במקרים רבים שינויים באלמנטים קונסטרוקטיביים במבנה קיים, כמו הסרת עמוד תומך או קורה במבנה ליצירת חלל פתוח, ניסור פתחים בתקרה ועוד.

יריעות פחמן: נדרש יישום מקצועי ומדויק

בניגוד לחיזוק מבנים בבטון ובברזל, המצריך מיומנות בסיסית בענף הבנייה, שימוש ביריעות פחמן לחיזוק מבנים מצריך יישום מדויק ומקצועי. ההבנה של כמויות החומר הנדרשות, אופן המתיחה בכל נקודה והדיוק בהדבקה בפועל הם מיומנויות מקצועיות מדויקות ההכרחיות לביצוע יעיל.

העיקרון העומד בבסיס השימוש ביריעות סיבי פחמן הוא מתיחה מדויקת של יריעת הפחמן והדבקתה באופן מקצועי. בניגוד לביצוע של עבודות חיזק אחרות, שבהן ביצוע לקוי משמעו בדרך כלל נזק חלקי, הרי שיישום לא מדויק של פתרון יריעות הפחמן עלול להיות שהחיזוק לא בוצע כלל.

במילים אחרות, בפנינו שני קצוות: מתיחה מדויקת של יריעות פחמן תעניק חיזוק מעולה, אך מתיחה לא מדויקת – לא תעניק חיזוק כלל. אפשר לומר שיריעות פחמן הן פתרון חיזוק מתקדם ויעיל בהרבה בהשוואה לפתרונות החלופיים, אך רק כאשר הוא מבוצע בידי כוח אדם שהוכשר לכך, רכש ניסיון בשטח ומבצע תהליכי בקרה על היישום.

זו הסיבה שבניין הארץ מעסיקה רק כוח אדם מקצועי ומיומן בשימוש ביריעות פחמן, ועושה שימוש בחומרים מעולים ובמכשירים מקדמת הטכנולוגיה, וכן נוקטת שיטות עבודה מתקדמות הכוללות מערכת בקרה תהליכית ייעודית לאבטחת איכות העבודה והתוצר הסופי.

עם לקוחותיה של בניין הארץ נמנים תאגידים וחברות ציבוריות, גופים ממשלתיים וביטחוניים ולקוחות פרטיים רבים, שלהם היא מעניקה שירות מקצה לקצה: משלב התכנון ועד הביצוע עצמו.

אלפא רומיאו, בואינג ונאס"א

סיבי הפחמן הראשונים יוצרו אי שם באמצע המאה ה-19, וכיכבו, בין השאר, בנורות הראשונות שפיתח תומאס אלווה אדיסון ב 1879.

בשנת 1958 יוצרו לראשונה סיבי פחמן באופן תעשייתי במעבדה של חברת יוניון קארבייד האמריקנית, כאשר בתהליך הייצור המקורי חוממו סיבי משי מלאכותי והתוצר הכיל רק כ-20% פחמן. עם השנים השתפרו הנתונים וכיום מיוצרים סיבים בעזרת תוצרי נפט, המגיעים לאחוז מרשים של 85% פחמן, ומתאפיינים באלסטיות רבה ובחוזק גבוה במיוחד.

לצד תעשיית הבנייה משמשים כיום משטחי סיבי פחמן בתעשיות התעופה, התחבורה, האלקטרוניקה והספורט, וכן לבניית טילים, מטוסים, תחנות כוח, רכבים, אופניים קלי משקל, מחבטי טניס, ביגוד מגן ועוד.

בין השאר, תוכלו למצוא סיבי פחמן במטוסי בואינג 787, במכוניות מרוץ של פורמולה 1, ברכבי ספורט של אלפא רומיאו ובמכוניות על של חברת פיג'ו.

הביקוש העולמי ליריעות סיבי פחמן נמצא בעלייה מתמדת בשנים האחרונות, עם צפי של עליית הביקוש בכ-10% מדי שנה בחמש השנים הקרובות. תעשיית הבנייה אחראית לחלק משמעותי מהעלייה בדרישה זו.

הפוסט בטון, מאחוריך: יריעות הפחמן כובשות את ענף הבנייה הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

חמישה מקרים שבהם יריעות סיבי פחמן הן הפתרון הטוב ביותר

יריעות סיבי פחמן הן חלופה מתבקשת כמעט בכל פרויקט של חיזוק מבנים, אך יש מקרים שבהם חיזוק בעזרת יריעות סיבי פחמן הוא היחיד האפשרי, או שהוא בעל יתרונות מוחצים מול הפתרונות המסורתיים של חיזוק בקורות פלדה או זיון בבטון.

הינה חמישה מקרים שבהם היתרונות של יריעות סיבי פחמן בולטים במיוחד.

1. רגולציה שאינה מאפשרת הנמכת תקרה

המשמעות של חיזוק תקרה בעזרת קורות פלדה (רלסים) היא שגובה התקרה מצטמצם. לקורות פלדה נפח משמעותי, ויישומן מתחת לתקרה קיימת מצמצם את גובה התקרה בפועל. יש מקרים שבהם מדובר בעיקר בחיסרון אדריכלי-אסתטי, אך יש מקרים שבהם הנמכת תקרה כלל אינה אפשרית, בשל מגבלות רגולטוריות.

כך, למשל, בחניונים. במרבית המקרים חניונים מתוכננים בהתאם לתקן המינימלי של גובה תקרה, וזאת כדי להרוויח עוד מקום בבניין. כאשר מתעורר צורך לחזק תקרה של חניון, שימוש בקורות פלדה כלל אינו אפשרי שכן הוא יצמצם את גובה התקרה לגובה הנמוך מהתקן המותר. במקרה זה שימוש ביריעות סיבי פחמן, שאינו מנמיך את התקרה ביותר ממילימטרים ספורים, הוא פתרון מתבקש.

רגולציה הנוגעת לגובה תקרה אינה אופיינית רק לחניונים. כך, למשל, לחדרי ניתוח תקן קבוע לגובה תקרה מינימלי, ובמקרה שבו נדרש חיזוק לתקרה של חדר ניתוח, שימוש בקורות פלדה אינו אפשרי – אך שימוש ביריעות פחמן בהחלט כן [case stady לדוגמה].

2. גיאומטריה מורכבת או עגולה של מבנה

קורות ברזל הן חומר קשיח. לכן, כאשר נדרשים לחזק תקרה בעלת מבנה גיאומטרי ייחודי, או כאשר נדרשים לחזק עמוד תמיכה בעל גיאומטריה מעוגלת, שימוש בקורות פלדה הוא קשה ליישום עד בלתי אפשרי.

יריעות סיבי פחמן, לעומת זאת, הן חומר גמיש שאפשר ליישם אותו בקלות גם כאשר המבנה הגיאומטרי מורכב. קיר או תקרה בעלי זוויות חדות ומרובות, או מבנה עם אלמנטים אליפטיים, אינם מהווים מחסום בפני יריעות פחמן.

זו, למשל, הסיבה לכך שחיזוק על ידי כליאת בטון, לאלמנט מעוגל כמו עמוד תמך, נעשה היום באופן שוטף על ידי יריעות סיבי פחמן הנכרכות סביבו.

3. מבנים הסמוכים לים או נמצאים במגע עם מים

אחד החסרונות של קורות פלדה הוא היותן רגישות לתהליכי קורוזיה – תהליך כימי הרסני שפוגע בקורות. לכן, חיזוק מבנים שבאים במגע עם נוזלים או מבנים הסמוכים לים, באמצעות קורות פלדה, מצריך תחזוקה מתמשכת ויקרה.

יריעות סיבי פחמן, לעומת זאת, אינן רגישות לקורוזיה, ולא נדרשים תהליכי תחזוקה גם אם מדובר במבנה הסמוך לים או במבנה שנועד לשימוש בנוזלים – כמו מכלי אחסון לחומרים כימיקליים.

4. חיזוק סייסמי – הגנה מפני רעידות אדמה

אחת הדרכים המקובלות להתמודד עם רעידת אדמה עלולה להיתפס כנוגדת את ההיגיון: במקום לחזק מבנה באופן קשיח, דווקא לאפשר לו גמישות. מבנה שיכול לנוע בזמן רעידת אדמה הוא למעשה מבנה יציב יותר ממבנה קשיח.

בעוד קורות פלדה ובטון הם חומרים פלסטיים (קשיחים), יריעות סיבי פחמן הן חומר אלסטי (גמיש). חיזוק מבנה בעזרת יריעות סיבי פחמן מאפשר תנודתיות מסוימת למבנה, הנקבעת על ידי המהנדסים, כזו שתורמת לעמידות שלו בפני רעידות אדמה.

5. נסיבות חריגות בשטח

שימוש בקורות פלדה מחייב עבודה עם כלי ריתוך היוצרים ניצוצות. בחלק מאתרי העבודה קיימים כללים נוקשים הנוגעים לבטיחות אש – למשל בעבודה במפעלים שבהם נעשה שימוש בחומרים מסוכנים או דליקים.

נוסף על כך, חיזוק בקורות פלדה או זיון בבטון מחייבים עבודה עם כלי צמ"ה כבדים. בחלק מאתרי העבודה אין נגישות לכלים כאלה.

חיזוק באמצעות יריעות פחמן אינו מצריך שימוש בכלי צמ"ה, אינו מצריך ריתוך, ואפשר להשתמש בו כמעט בכל אתר עבודה – עם מינימום הפרעות וללא מטרדי רעש וזיהום אוויר.

סיכום: יריעות סיבי פחמן – זה כבר מזמן לא למקרים מיוחדים

שימוש ביריעות סיבי פחמן לצורך חיזוק מבנים הוא פתרון מתבקש בשורה ארוכה של מקרים. למעשה, זהו הפתרון הראשון שיש לשקול, למעט אם עולה צורך מיוחד בחיזוק דווקא באמצעות קורות פלדה או על ידי זיון בבטון – למשל כאשר נדרש חיזוק לעומסים קיצוניים.

זהו פתרון אלגנטי, רב עוצמה, עם יתרונות ברורים הנובעים מהיותו חומר אלסטי, קל משקל, נוח לעבודה ודק מאוד. ברוב המקרים זהו גם פתרון משתלם יותר כלכלית, שכן הוא מאפשר עבודה מהירה יותר, במינימום הפרעות וללא צורך בעלויות נלוות גבוהות.

הפוסט יריעות סיבי פחמן: הפתרון המתבקש הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.

הפוסט פרופיל סיבי פחמן הופיע לראשונה ב-מגזין בניין הארץ.