فولاد یا بتن؛ انتخابی حیاتی در عصر کم‌آبی
جهان صنعت– ایران سال‌هاست با بحران فزاینده‌ای در منابع آبی روبه‌رو است؛ معضلی که اثرات آن فراتر از بخش کشاورزی و آشامیدنی، اکنون به شیوه‌های ساختوساز شهری نیز رسیده است. پدیده فرونشست زمین که نتیجه مستقیم برداشت بی‌رویه از منابع زیرزمینی است، به‌ویژه در دشت‌های مرکزی ایران، به معضلی جدی در ایمنی و دوام سازه‌های شهری تبدیل شده است. در چنین شرایطی، بحث درباره بازنگری در نوع سازه‌های مورد استفاده در ساخت‌وسازها به‌ویژه از منظر مصرف آب مستقیم و غیرمستقیم اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است.
مصرف آب در سازه‌های بتنی
در صنعت ساختمان‌سازی، دو نوع سیستم سازه‌ای عمده شامل سازه‌های بتنی و سازه‌های فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر دو سیستم، در مراحل اولیه تولید مصالح (سیمان، فولاد، شن، ماسه و…)، نیاز به آب دارند اما نکته مهم در تفاوت آنها، به مصرف آب در مرحله پس از اجرا بازمی‌گردد.در سازه‌های بتنی، پس از پایان بتن‌ریزی، مرحله عمل‌آوری (Curing) آغاز می‌شود که برای دستیابی به مقاومت نهایی بتن، ضروری است. این مرحله معمولا به‌صورت روزانه و حداقل برای ۷ تا ۱۴روز با پاشیدن یا نگهداری رطوبت سطحی بر روی ستون‌ها، تیرها و دال‌های بتنی انجام می‌شود که در برخی پروژه‌های بزرگ، ممکن است تا ۲۸ روز نیز به طول انجامد. برآوردهای مهندسی نشان می‌دهد که در هر مترمربع سطح بتن‌ریزی شده، به‌طور متوسط بین ۲۰ تا ۳۰ لیتر آب برای عمل‌آوری مورد نیاز است. این عدد برای پروژه‌های بزرگ، مانند مجتمع‌های مسکونی انبوه یا سازه‌های بتنی مرتفع، به صدها‌هزار لیتر آب می‌رسد. علاوه بر عمل‌آوری، مراحل اختلاط بتن، شست‌وشوی تجهیزات و اجرای آزمایش‌ها نیز نیاز به آب فراوانی دارند.
مصرف آب در سازه‌های فولادی
در مقابل، سازه‌های فولادی به‌صورت پیش‌ساخته در کارخانه تولید می‌شوند و تنها در مرحله تولید فولاد در کارخانه، به آب نیاز دارند (برای خنک‌کاری، پاک‌سازی و فرآوری) اما این مصرف آب در مقیاس کارخانه‌ای، نسبتا بهینه و قابل بازیافت است و در محل پروژه، مصرف آب فولاد بسیار ناچیز است. نصب سازه‌های فولادی اغلب به جوشکاری و پیچ‌ومهره محدود می‌شود و نیاز به هیچ‌گونه فرآیند مرطوب‌سازی یا عمل‌آوری ندارد.
کدام گزینه در شرایط بحران آبی بهتر است؟
با توجه به شرایط اقلیمی ایران و ورود اکثر استان‌ها به وضعیت «تنش آبی شدید»، لازم است در انتخاب نوع سازه، معیار «مصرف آب کل در چرخه عمر پروژه» به عنوان یک عامل محیط‌زیستی لحاظ شود. هرچند ممکن است سازه‌های بتنی در برخی موارد اقتصادی‌تر یا در دسترس‌تر باشند اما از دیدگاه پایداری منابع، به‌ویژه در مناطق خشک و کم‌آب، سازه‌های فولادی دارای برتری محسوسی هستند.
در برخی استان‌ها مانند یزد، کرمان، سیستان‌وبلوچستان، یا حتی در حاشیه شهرهای بزرگی مثل تهران، اصفهان و مشهد که با بحران شدید فرونشست و کاهش منابع زیرزمینی روبه‌رو هستند، اجرای پروژه‌های بتنی به معنی فشار مضاعف بر منابع آب خواهد بود.
پیشنهادات کارشناسان برای سیاستگذاری شهری
به نظر می‌رسد لازم است در شرایط کنونی، در کنار معیارهای فنی و اقتصادی، میزان مصرف آب مستقیم و غیرمستقیم در سیستم‌های سازه‌ای باید در فرآیند اخذ پروانه ساخت لحاظ شود.
لازم است تا در شهرهایی که منابع آبی به‌شدت محدودند، استفاده از سازه‌های فولادی باید به‌عنوان یک سیاست پیشگیرانه در مدیریت منابع در نظر گرفته شود.
از سویی دولت می‌تواند با حمایت از تولید صنعتی قطعات فولادی و کاهش هزینه‌های حمل و نصب، شرایط رقابت فولاد با بتن را تسهیل کند.
در شرایطی که منابع آبی ایران در معرض خطر جدی قرار دارد و فرونشست زمین به عنوان یکی از نشانه‌های بارز آن ظاهر شده، سیاستگذاران بخش مسکن و شهرسازی باید فراتر از معیارهای متعارف اقتصادی به موضوع نگاه کنند. انتخاب نوع سازه دیگر صرفا مساله‌ای مهندسی نیست، بلکه یک انتخاب محیط‌زیستی و راهبردی است.
فاصله گرفتن از سازه‌های بتنی پرمصرف و گرایش به سمت سازه‌های فولادی می‌تواند گامی مؤثر در کاهش فشار بر منابع آبی، تسریع پروژه‌های عمرانی، و افزایش تاب‌آوری شهری در برابر بحران‌های زیست‌محیطی باشد.
تفاوت‌های سازه‌های بتنی و فولادی در مصرف آب
در همین راستا، عضو هیات‌مدیره انجمن سازه‌های فولادی با اشاره به بحران جدی فرونشست در تهران، خواستار تجدیدنظر در سیاست‌های ساختوساز شهری شد و تاکید کرد: سازه‌های بتنی نه‌تنها مصرف آب آشامیدنی بالایی دارند، بلکه بار مالی بیشتری هم به مردم تحمیل می‌کنند.
احمد کرمی‌راد در نشست خبری اظهار کرد: آمار رسمی نشان می‌دهد بیش از ۶۰درصد از آب تهران از طریق چاه‌ها تامین می‌شود؛ موضوعی که موجب فرونشست زمین در برخی مناطق پایتخت تا عمق ۳۰سانتی‌متر شده است. این شرایط نگران‌کننده ضرورت بازنگری در الگوی ساختوساز به‌ویژه نوع سازه‌های مورد استفاده را دوچندان می‌کند.
او ادامه داد: در مقایسه میان سازه‌های فلزی و بتنی باید به دو مرحله مهم اشاره کرد؛ نخست مرحله تولید فولاد و سیمان که هر دو نیاز بالایی به آب دارند اما سازه بتنی پس از تولید نیز دو تا سه برابر بیشتر از سازه فولادی آب مصرف می‌کند. نکته مهم‌تر آن است که در فرآیند ساخت سازه‌های بتنی عمدتا از آب آشامیدنی یا آبی که با کمترین هزینه قابلیت تبدیل به آب آشامیدنی دارد استفاده می‌شود.
کرمی‌راد تاکید کرد: این آب برای عمل‌آوری بتن به کار می‌رود و در پروژه‌ها باید تا چند روز به‌صورت مستمر روی بتن آب‌پاشی شود تا کیفیت لازم حاصل شود. عضو هیات‌مدیره انجمن سازه‌های فولادی با بیان اینکه به‌راحتی می‌توان با جایگزینی سازه‌های فولادی این روند پرهزینه و پرمصرف را اصلاح کرد، گفت: از منظر اقتصادی نیز در ساختمان‌های ۵ تا ۷طبقه هزینه سازه فولادی حدود یک تا ۵/۱میلیون تومان در هر مترمربع بیشتر از سازه بتنی است.
تفاوت‌های سازه‌های بتنی و فولادی در قیمت تمام شده
کرمی‌راد اظهار کرد: عمر مفید سازه‌های بتنی معمولا بین ۲۰ تا ۲۵ سال است، در حالی که نخاله‌های آن بیش از هزار سال زمان نیاز دارند تا به طبیعت بازگردند. در مقابل سازه‌های فولادی عمری حداقل یک قرن دارند. ضمن اینکه خرید آهن سر پروژه صورت می‌گیرد و مدیریت منابع ساده‌تر و منطقی‌تر است.به گفته او، امروز در مناطقی مانند شهریار، رباط‌کریم و پرند، بخش قابل‌توجهی از بستر رودخانه‌ها برای استخراج شن و ماسه تخریب شده و مستقیما به مصرف تولید بتن رسیده است. او با اشاره به رغبت کم انبوه‌سازان برای استفاده از سازه‌های فولادی، اضافه کرد: وقتی سازنده‌ای در حال اجرای پروژه‌ای با وسعت ۱۰۰هزار مترمربع است، تفاوت یک‌میلیون تومان در هر مترمربع به عددی بسیار بزرگ تبدیل می‌شود و همین موضوع مانع از تمایل آنها به استفاده از سازه فولادی می‌شود. کرمی‌راد بیان کرد: انبوه‌ساز معمولا با سرمایه مردم ساختوساز می‌کنند و از همان زمان کلنگ‌زنی و اقدام به پیش‌فروش واحدها می‌کنند؛ پس باید با حمایت‌های دولتی در مسیر بهینه‌سازی روش ساخت قرار گیرد. عضو هیات‌مدیره انجمن سازه‌های فولادی گفت: یکی از ستون‌های اصلی ساختوساز، وزارت راه‌وشهرسازی است. انتظار داریم این وزارتخانه با در نظر گرفتن یارانه و مشوق، سازندگان را به سمت سازه‌های فولادی هدایت کند.
در حال حاضر، قیمت تمام شده هر مترمربع سازه برای دهک‌های پایین درآمدی، چه بتنی و چه فولادی، به حدود ۱۵میلیون تومان رسیده است اما باید دید با همین هزینه، کدام روش بازدهی بالاتری دارد و منابع را کمتر هدر می‌دهد.
در مجموع، دولت باید ظرفیت‌های موجود کشور را بهتر بشناسد. به‌عنوان نمونه، در دوره ریاست‌جمهوری محمود احمدی‌نژاد که یکی از دولت‌های دارای بیشترین منابع مالی بود، طی هشت سال مجموعا ۶/۱میلیون واحد مسکونی به مردم تحویل داده شد. حال سوال اینجاست که در شرایط فعلی، آیا بدون اصلاح روش‌های ساخت و تکیه بر نوآوری‌های مهندسی می‌توان به اهداف جهش تولید مسکن دست یافت؟
اهمیت مدیریت مصرف آب در صنعت ساختمان‌سازی
عضو دیگر هیات‌مدیره انجمن سازه‌های فولادی نیز با هشدار نسبت به مصرف بی‌رویه آب در فرآیند ساختوساز، پیشنهاد کرد کاهش تولید بتن در کشور به عنوان یک راهکار عملی برای مدیریت منابع آبی در دستور کار قرار گیرد.
زرین‌نژاد افزود: در شرایطی که کشور با بحران شدید کم‌آبی مواجه است، مدیریت مصارف آبی در بخش‌های مختلف از جمله صنعت ساختمان‌سازی اهمیت دوچندان پیدا کرده است. با این حال، به نظر می‌رسد استفاده از منابع آبی در تولید مصالحی نظیر بتن همچنان بدون محدودیت ادامه دارد. او با اشاره به غفلت تاریخی از توسعه آب‌شیرین‌کن‌ها در ایران گفت: می‌توانستیم در دهه‌های گذشته با سرمایه‌گذاری در آب‌شیرین‌کن‌های مناطق شمال و جنوب، بحران امروزی را به‌مراتب کاهش دهیم اما این پیش‌بینی و اقدام صورت نگرفت و حالا با کمبود شدید منابع آبی به‌ویژه در اطراف تهران مواجهیم.
زرین‌نژاد با اشاره به اینکه تولید بتن ارتباط مستقیمی با مصرف آب دارد افزود: «برای تولید هر مترمکعب بتن به‌طور متوسط ۲۵۰لیتر آب نیاز داریم. اگر بخواهیم پروژه‌ای با ظرفیت ۱۰هزار واحد مسکونی ۱۰۰متری اجرا کنیم، حدود ۱۲۰میلیون لیتر آب مصرف خواهد شد؛ عددی نگران‌کننده که نشان‌دهنده فشار جدی این صنعت بر منابع آبی کشور است.
او با تاکید بر اینکه آب در حال حاضر با قیمتی بسیار پایین در اختیار سازندگان قرار می‌گیرد، گفت: متاسفانه چون هزینه‌ای واقعی بابت مصرف آب در تولید بتن پرداخت نمی‌شود، انگیزه‌ای برای صرفه‌جویی نیز وجود ندارد. این در حالی است که سدهای اطراف تهران به‌شدت با کاهش ذخایر روبه‌رو هستند و مدیریت مصرف باید در اولویت قرار گیرد.
این عضو انجمن سازه‌های فولادی ادامه داد: در چنین شرایطی، یکی از راهکارهای مهم، کاهش وابستگی به بتن و حرکت به سمت سازه‌های جایگزین با مصرف کمتر آب، مانند سازه‌های فولادی است. به‌ویژه اینکه ساخت آب‌شیرین‌کن در سواحل جنوبی و شمالی کشور نیازمند برنامه‌ریزی‌های بلندمدت ۵ تا ۱۰ساله است و نمی‌تواند پاسخگوی نیاز فوری کشور باشد.
