سیستم پانل های سه‌بعدی اولین بار در سال 1967 توسط شخصی به نام ویکتور وایزمن در کالیفرنیای آمریکا به ثبت رسید. شرکت‌های متعددی در جهان به ساخت این پانل ها و اجرای ساختمان‌های پانلی مبادرت ورزیده‌اند؛ از سوی آن شرکت‌ها کارهای آزمایشگاهی و مطالعات نظری متعددی در مؤسسات تحقیقاتی مختلف برای مستندسازی و تهیه مدارک فنی مربوط به طراحی و اجرا انجام‌شده است. اکثر مدارک فنی مذکور به‌صورت مدارک انحصاری برای شرکت‌های مذکور درآمده و صرفاً برای تولیدات آن شرکت قابل‌استفاده است و به همین دلیل تاکنون آیین‌نامه مدونی از این سیستم ساختمانی در ادبیات فنی جهانی ملاحظه نمی‌شود.

در سال‌های اخیر استفاده از روش‌های تولید صنعتی و نیمه‌صنعتی جهت پاسخگویی به نیاز مسکن از اهداف و سیاست‌های مهم کشور ما است به‌طوری‌که حجم عظیمی از ساخت‌وسازها بایستی با بهره‌گیری از قطعات پیش‌ساخته در کارخانجات تولید صنعتی ساختمان تأمین گردد. لذا نیاز به این روش نوین در ساخت‌وساز، بهترین تدبیر جهت برطرف کردن مرزهای بحرانی برای انبوه‌سازی می‌باشد.

در راستای رسیدن به این اهداف نوع جدیدی از مصالح ساختمانی از نوع پانل های پیش‌ساخته در صنعت ساختمان بانام دیوارهای (دیوارهای سه‌بعدی) 3D PANEL وارد عرصه گردید. با توجه به عملکرد بدون نقص این سیستم در ساخت‌وساز توانست سریعاً بهترین جایگزین برای مصالح سنتی موجود در کشور ما باشد و در این میان در مقایسه با محصولات مشابه توانست به‌عنوان پدیده‌ای جدید برگزیده شود.

این پانلها ترکیبی است از شبکه‌های مش در طرفین پانل که این شبکه‌ها تشکیل شده از مفتول‌های 3 میلی متری که به روش کششی سرد از مفتول 5/6 میلی متری تهیه شده است و در جهت ارتقا کیفیت جوش، این مفتول‌ها به صورت اسید شور شده می‌باشند و با تکنولوژی جوش‌های نقطه‌ای به صورت شبکه درآمده است و صفحه پلی استایرن با ضخامت 3 الی 20 سانتی متر در بین شبکه‌های جوش قرار می‌گیرد و شبکه‌های مش طرفین پانل توسط خرپاهای مورب (مفتول‌های برشگیر) به یکدیگر جوش می‌شوند تا استحکام خود را تماماً از ترکیب فولاد و بتن به دست آورند و همانند یک قطعه بتن آرمه عمل نمایند.

در این سیستم به علت یکپارچگی دیوارها و سقف سازه و نیز باربر بودن پانل ها و مکانیزم رفتار باکسی ساختمان، ستون‌ها و تیرها حذف می‌شوند و به دلیل کاهش وزن سازه نیروهای دینامیکی ناشی از زلزله و عوامل محیطی دیگر به شدت کاهش می‌یابد قابلیت عالی برش پذیری پانل ها امکان اجرای هرگونه طرح معماری را فراهم می‌سازد، لازم به ذکر است این پانل ها به دلیل دارا بودن لایه پلی استایرن صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای در مصرف سوخت و انرژی دارند و هم چنین بهترین عایق برای صدا و صوت می‌باشد.

پانل های سه بعدی را می‌توان به هر شکل و ابعاد مورد نیاز یه راحتی برش داد و برش بازشوها اعم از درب و پنجره به راحتی امکان پذیر است و تاسیسات برق و مکانیکی قبل از بتن پاشی پانل ها در فضای خالی بین مش و پلی استایرن به سهولت قابل اجرا بوده و در نتیجه زمان نصب تاسیسات در این روش سریعتر از روش‌های دیگر می‌باشد.

پلی استایرن مصرفی در هسته این پانل ها از نوع گرید و دارای درجه مقاوت در برابر حریق با ضریب مقاومت استاندارد 90 تا 120 می‌باشد و نیز حاوی لکرو فلوئوکربن آسیب رسان به دو لایه اوزون نمی‌باشد و دود سمی تولید نمی‌کنند. وزنی که این پانلها پس از انجام شاتکریت (بتن پاشی) تحمل می‌کنند با توجه به آزمایشات بار ساختمانی انجام شده 200 کیلوگرم برمتر مربع می‌باشد که بسیار قابل توجه می‌باشد.

پانل پیش‌ساخته سبک شامل دو صفحه شبکه جوش‌شده فولادی یا مش (Mesh) می‌باشد که یک هسته عایق در میان آن قرار گرفته و توسط تعدادی اعضای خرپایی به یکدیگر متصل شده‌اند که بعد از نصب، بتن از دو طرف روی آن پاشیده می‌شود.

1. برش گیر
2. مفتول سرد کشیده شده
3. چشمه شبکه مش (ابعاد چشمه شبکه مش ۵۰ تا ۸۰ میلی متر می‌باشد)
4. شبکه جوش شده (قطر مفتول‌های شبکه جوش شده از 2 تا 3/5 میلی متر می‌باشد)

ابعاد و مشخصات یک پانل استاندارد:

1. عرض: 100 سانتی متر
2. طول: 300 سانتی متر
3. وزن تقریبی: 6 کیلوگرم بر مترمربع
4. ضخامت پلی استایرن: 10، 8، 6 و 4 سانتی متر
5. سیم مفتول: ابعاد شبکه‌ها 5*5 سانتی متر به قطر 2/8 میلی متر
6. قطر اعضای خرپایی: 3 میلی متر
7. فاصله خرپاها از یکدیگر: 10 سانتی متر
8. ضخامت بتن شاتکریت دو طرف: 1/5 الی 2 سانتی متر (4cm برای دیوارهای جدا کننده و 8cm برای دیوارهای باربر)

نکته: ضخامت بتن شاتکریت هر اندازه که باشد شبکه مش در میان ضخامت بتن قرار می‌گیرد.

نکته: در دیوارهای باربر نیاز به شاتکریت با ضخامت بیشتری داریم. (در این نوع دیوارها مش با فاصله بیشتری نسبت به یونالیت قرار دارند)

پانل‌ها با هسته پلی استایرن و بتن مسلح (مش فولادی و بتن پاشیده شده با مقاومت بالا) جهت موارد زیر کاربرد دارند:

1. دیوارباربر
2. سقف
3. دیواره‌های جداکننده غیر باربر (داخلی و خارجی)
4. ساختارهای سازه‌ای شامل دیوارهای باربر برشی، پانل‌های سقفی و دیوارهای عایق در برابر انتقال حرارت و صوت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

1. کاهش وزن ساختمان به علت سبکی سقف و دیوارهای ساخته شده از پانل سه بعدی
2. سرعت حمل و نقل و سهولت بالا کشیدن پانل ها در ساختمانهای مرتفع
3. مقاومت زیاد در برابر نیروهای برشی ناشی از زلزله به علت یکپارچگی سازه
4. عایق در برابر حرارت، برودت و رطوبت و صدا
5. مقاوم در برابر آتش سوزی به علت وجود قشرهای بتنی طرفین پانل
6. نفوذ ناپذیری ساختمان در برابر حشرات
7. امکان حمل و نقل و بکارگیری دیوار پانل در مناطق صعب العبور جهت احداث ساختمان
8. کاهش وزن آهن و بتن مصرفی
9. دستیابی به فضای مفید بیشتر به علت ضخامت ناچیز دیوارهای سه بعدی
10. آزادی عمل در اجرای طرحهای متنوع و هرگونه نماسازی داخلی و خارجی در سیستم‌های قوسی و سینوسی، به علت انعطاف پذیری قطعات پیش ساخته دیوارهای سه بعدی
11. صرفه جویی در هزینه فونداسیون وشناژ و اسکلت ساختمانهای بلند مرتبه به دلیل وزن اندک سقف و دیوارهای پانل (از 700 کیلوگرم به 280 کیلوگرم کاهش می‌یابد).
12. صرفه جویی در هزینه تهویه مطبوع ساختمان در گرمایی 50% یا سرمایی 80% به دلیل جلوگیری از تبدیل حرارت ویابرودت، درنتیجه صرف انرژی کمتر اعم از مواد سوختنی یا برق..
13. افزایش عمر مفید ساختمان و تاسیسات
14. عدم نفوذ نسبی آلودگی صوتی و ایجاد آرامش برای ساکنین ساختمان در شهرهای بزرگ
15. بازگشت سرمایه در امور ساختمان سازی در کوتاه‌ترین زمان
16. عبور دادن لوله‌های آب و فاضلاب، برق و تلفن به سادگی از زیر شبکه پانل و نصب چارچوب درها و کلاف فلزی پنجره‌ها قبل از بتن پاشی و کلاً اجرای تاسیسات ساختمان
17. عدم نیاز به کنده کاری و تخریب تاسیساتی دیوارها و سقف در نتیجه عدم انباشت نخاله که صرفه جویی در هزینه و وقت را به دنبال دارد.
18. پس از بتن پاشی طرفین پانل ها با ضخامت حداقل 4 سانتیمتر، سیستم بی نیاز از گچ و خاک بوده که با اجرای چند میلی متر پلاسترگچ (سفیدکاری) دیوارها و سقف آماده برای نقاشی خواهد بود.
19. با توجه به سبکی پانل ها حمل و نقل با هزینه کم صورت گرفته که در نتیجه صرفه جویی در کرایه حمل و تخلیه خواهد بود.
20. استفاده از دیوار و سقف سه بعدی در ساختمان سازی بهره وری مناسب آهن آلات مصرفی را موجب می‌گردد. که به طور مثال با صرف 17 کیلوگرم فولاد در هر متر مربع ساختمان به صورت مفتول و میلگرد می‌توان یک واحد مسکونی یک طبقه را بنا کرد.
21. عایق پلی استایرن که در تولید پانل های سه بعدی به کار می‌رود از نوع کند سوز می‌باشد که پس از نصب و سیمان کاری طرفین پانل با ضخامت 4 سانتیمتر، دیوار سه بعدی تا 2 ساعت در مقابل آتش سوزی مقاوم خواهد بود.
22. کاهش زمان اجرای ساختمان به میزان 50%
23. به دلیل یکپارچه بودن نیازی به باربند ندارد.
24. دیوار پانل سه بعدی پس از اجرای کامل امنیت در برابر برش و تخریب و سوراخ کردن را دارد می‌باشد.

1. نیاز به نیروی متخصص برای اجرا
2. انتشار گازهای سمی درآتش سوزی‌های مهیب از دیگر معایب آن می‌باشد.

برش گیر

عضو خرپای فولادی که با آرایش تعیین شده توسط جوش مقاومتی به دو لایه شبکه ج.ش شده متصل می‌شود این اعضاء در آرایش منظم در پانل قرار می‌گیرند به طوری که اتصال آنها در خواص مکانیکی شبکه جوش و پانل تولید شده نهایی خللی ایجاد نکند.

مفتول سرد کشیده شده

مفتولی که طی فرآیندهای متوالی کشش تنش زدایی و کشش مجدد که با تقلیل قطر نسبت به مفتول مبنا همراه است ساخته می‌شوند.

چشمه شبکه مش

به سطح تقاطع دو مفتول تارو پود به صورت متوالی در شبکه جوش اطلاق می‌شود ابعاد چشمه شبکه جوش در محدوده 50 تا 80 میلیمتر توصیه می‌گردد.

شبکه جوش شده

از اتصال مفتول‌های فولادی سرد کشیده شده با آرایش عمود بر هم به صورت جوش مقاومتی به یکدیگر شبکه‌ای ایجاد می‌شود که شبکه مش نامیده می‌شود. قطر اسمی مفتولهای شبکه جوش شده از 5/2 تا 6 میلیمتر می‌باشد.

1. بعد از رگلاژ در محل‌هایی که دیوار باربر وجود دارد شناژ طبق نقشه مربوطه اجرا می‌شود سپس کف بتنی انجام می‌شود و بر روی فونداسیون میلگردهای انتظار پیش بینی می‌گردد.
   در اسکلت‌های فلزی میلگردهای انتظار به تیرها جوش می‌شود و در ساختمان‌های بتنی میلگردهای انتظار در سوراخ‌هایی که توسط دریل چکشی به وجود آمده است جاگذاری می‌شود.
2. کلیه کارهای مربوط به عبور لوله‌های برق و مکانیزم انجام شده و کار، آماده بتن پاشی (عملیات شاتکریت) می‌شود.
3. بعد از عملیات شاتکریت دیوارها، پانل های سقف (در مورد ساختمان‌های ویلایی) گذاشته شده و عملیات بتن ریزی سقف انجام می‌شود.

1. نگهداری و انبار پانل‌ها باید بر روی سکوهای مناسب انجام گیرد تا در حین بارگیری آسیب نبینند.
2. در هنگام بارگیری،‌ باراندازی یا حمل و نقل پانل باید اقدامات لازم در عدم ایجاد تابیدگی و خمیدگی پانل به عمل آید.
3. مراحل بارگیری و باراندازی پانل باید به آرامی و بدون اعمال ضربه به پانل صورت گیرد.
4. پانل‌ها باید در محیط‌های دور از تابش مستقیم نور خورشید، بارش باران، رطوبت، تغییرات حرارتی شدید و آلودگی‌های محیطی نگهداری شوند.
5. پانل‌ها باید دور از مواد آتش‌زا، محل ریزش اخگرهای جوشکاری، حرارت مستقیم و مواد حلال مانند هیدروکربن‌ها (بنزین، نفت، تینر و…) نگهداری شوند.
6. از بارگذاری و یا اقداماتی نظیر راه رفتن روی پانل‌ها باید اجتناب کرد.
7. نگهداری و انبار پانل‌ها روی یکدیگر به نحوی باشد که جوش شبکه و مفتول‌ها آسیب نبینند.

تری دی پانل غیر باربر

دیوارتری دی پانل غیر باربر به عنوان دیوار جدا کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد و نسبت به نوع باربر دارای ضخامت کمتر، عایق با چگالی کمتر (حدود 10 kg\m3 ) و استفاده ‍‍‍از مفتول با قطر حداقل 2 میل مجاز می‌باشد.

تری دی پانل باربر

مطابق دستور العمل اجرایی دیوارهای تری دی پانل، می‌توان ازپانل‌های دیواری باربر بعنوانن عناصر باربر جانبی (دیوار برشی) در سازه متعارف استفاده کرد. اتصال پانل‌ها باربر به سازه اصلی باید به نحوی انجام شود که نیروی جانبی به پانل‌های باربر به نحو مناسب باشد. پانل‌های باربر نسبت به نوع غیر باربر دارای ضخامت بیشتر، مفتول شبکه با قطر حداقل 3 میلی‌متر، عایق با چگالی بیشتر حدود 15 kg\m3 می‌باشد.

تری دی پانل سقفی

پانل‌های سقفی به صورت افقی یا شیبدار با شیب کم به عنوان عضو باربر خمشی و دیافراگم افقی عمل می‌نمایند. ضخامت هسته عایق بر حسب عملکرد پانل سقفی و بارهای وارده نباید کمتر از 60 میلیمتر باشد. بر این مبنا فاصله شبکه‌های جوش شده از یکدیگر حداقل 100 میلیمتر است. در دیافراگم‌های پانلی از آنجا که شبکه پانل دارای مقدار کمی است باید دیافراگم از طریق میلگرد تقویتی، زیر تقویت گردد.

متال فوم

متال فوم به عنوان نسل دوم پانل‌های پیش ساخته سبک سه بعدی همانند نسل اول خود بر پایه صفحه پلی استایرن و شبکه فولادی  تولید می‌شود که علاوه بر آن قاب‌های سبک نورد شده فلزی به عنوان چهارچوب و مهار بندی افقی و عمودی ضمن تأمین مقاومت ایستایی و بهبود بسیار عالی شرایط اجرایی که نقش انتقال نیروهای برشی  ناشی از نیروهای جانبی را نیز بر عهده دارد. اتصال کامل دیوارها و سقف‌ها از مزایای مهم این نوع دیوارها می‌باشد.

در این روش قاب‌های پنجره و نعل درگاه به صورت بخشی از سیستم اجرا شده و نیازی به آهنکشی مجزا برای آنها وجود ندارد. با توجه به قرار گیری پروفیل در هر چهار طرف دیوار و اتصال آن‌ها به اسکلت ساختمان اتصال کامل و محکمی بین دیوار و اسکلت ایجاد شده و نیازی به تخریب برای کارگذاری میلگرد وجود ندارد.

• سبکی قطعات بلوک و کم شدن وزن نهایی ساختمان
• کم شدن سایز تیر و ستونها و بنابراین کاهش مصرف فولاد و آهن
• کاهش ۳۰ درصدی حجم بتن
• مقاومت در برابر زلزله
• عایق حرارتی، برودتی و صوتی
• حمل و نقل سریع و آسان
• صرفه جویی در زمان اجرا و کاهش دستمزد

از مزایای استفاده از این نوع دیوارها است.

عیبی که برای این نوع دیوار می توان ذکر کرد: کوچک شدن در مقابل آتش سوزی است که حجم آن را کم می کند و در حقیقت مقاومت پایینی در برابر دمای بالا دارد. برای جبران این عیب که تنها عیب این نوع یونولیت است می‌توان از جنس مرغوب یونولیت پلی استایرن استفاده کرد.