مقاله اخیر Archi.ru در مورد خانه چوبی 8 طبقه معمار گرت وینگورد در استکهلم (اگر 9 طبقه را اتاق زیر شیروانی حساب کنید) با واکنش جالب خوانندگان ما روبرو شد. ما تصمیم گرفتیم این موضوع را توسعه دهیم و در مورد ساختمانهای ساخته شده از چوب هشت طبقه به بالا - در مورد چگونگی ساخت آنها و اینکه آیا چوب می تواند با بتن مسلح رقابت کند صحبت کنیم.
فن آوری ها
ساختمانهای چوبی چند طبقه با استفاده از فناوری الوارهای چند لایه یا X-lam - از پانل های بزرگ چسب خورده (پانل های CLT) که تمام کارهای ستون ها ، تیرها و تیرهای سیستم سنتی را انجام می دهند ، برپا می شوند. از چوب صنوبر معمولاً برای ساخت آنها استفاده می شود. لاملاهای چوبی خشک شده با ضخامت 10 تا 45 میلی متر تحت فشار حداقل 0.6 N / mm2 با استفاده از چسب بدون رزین های فنل-فرمالدئید به یکدیگر چسبانده می شوند. به دلیل آرایش عمود الیاف ، ناهمسانگردی چوب تسطیح می شود ، اثر خشک شدن تقریباً به حداقل می رسد و ظرفیت تحمل به طور قابل توجهی افزایش می یابد. بیشتر اوقات ، از پانل ها با ضخامت 3 تا 7 لایه استفاده می شود.
در همان مکان ، در تولید ، از عناصر حاصل مطابق با نقشه های دقیق ساخته شده ، پانل ها به همراه تمام دهانه های لازم ، حتی در برخی موارد ، با کانال های سیم کشی برق و ارتباطات بریده می شوند. حداکثر ابعاد ممکن 16.5 mx 2.95 mx 0.5 m است ، اما طول آنها معمولاً کاهش می یابد: محدودیت اندازه نیاز به حمل و نقل را ایجاد می کند.
سپس تمام پانل ها همراه با یک نمودار مونتاژ دقیق علامت گذاری شده و به محل ساخت و ساز منتقل می شوند. این یکی از طولانی ترین مراحل است ، زیرا اغلب مواد چوبی در ابعاد بزرگ نه تنها از یک کشور به کشور دیگر از خشکی عبور می کنند ، بلکه از اقیانوس نیز عبور می کنند: به عنوان مثال ، برای یک ساختمان مسکونی در ملبورن ، ساختارهای پشتیبانی در اتریش ساخته شده است.
در محل ساخت و ساز ، تنها چیزی که باقی مانده است جمع آوری عناصر به ترتیب صحیح است - و مهندسان اعتراف می کنند این یک کار نسبتاً دشوار است: بیشتر اشتباهات در هنگام مونتاژ انجام می شود. اما اگر بتوان از آنها جلوگیری کرد ، روند کار بسیار آسانتر و سریعتر از ساخت ساختمانهای بلند مرتبه بتن آرمه است. چهار سازنده و یک جرثقیل در 9-10 هفته یک ساختمان چوبی 8-10 طبقه را کنار هم قرار داده اند و چندین روز در هفته کار می کنند. این وقفه ها در کار با تهیه مرحله ای تابلو همراه است: اگر کل مجموعه به یک باره آورده شود ، یک آشیانه جداگانه برای ذخیره سازی مصالح ساختمانی مورد نیاز است. در نتیجه ، در هر طبقه حدود 3 روز کاری به نظر می رسد - این کار ساخت ساختمان در موری گراو در لندن به همین منوال پیش رفته است. علاوه بر سرعت ، ساخت ساختمانهای چند طبقه چوبی با تمیزی محل ساخت و سکوت نسبی فرآیند نصب متمایز است.
بیشترین بار در سازه در اتصالات بین پانل های دیواری و در نقاط تکیه گاه به دیوارهای سقف ایجاد می شود. این پانل ها با استفاده از پین ها ، صفحات فولادی و یک سری پیچ های صلیب ، که گاهی اوقات تا 550 میلی متر طول دارند ، به یکدیگر متصل می شوند.
یکی از مزایای انکار ناپذیر سازه های مدرن ساخته شده از پانل های CLT ، سبک بودن مقایسه ای آنها با ظرفیت تحمل بالا است: وزن کم حمل و نقل را تسهیل می کند ، بار روی پی را کاهش می دهد و روند نصب را تسریع می کند. با در نظر گرفتن زمان صرف شده برای تولید و زمان مونتاژ مستقیم در محل ، همه چیز با هم تقریباً دو برابر سریعتر از ساخت سیستم های سنتی به دست می آید.
صفحات چسب دار از کیفیت صوتی بالایی برخوردار هستند: دارای تراکم قابل توجهی بالاتر از الوارهای جامد هستند ، و تحمل مناسب بودن در محل ساخت از 5/1 میلی متر بیشتر نیست ، در حالی که در بتن مسلح 10 میلی متر است.این تنش محکم باعث افزایش تنگی هوا ، کاهش اتلاف حرارت و اتصال عناصر سازه ای را تسهیل می کند.
از جمله ، سازندگان و معماران بر سازگاری با محیط زیست این فناوری تأکید دارند. چوب یک منبع طبیعی است که سریعتر از مصرف آن تجدید می شود. درختان دی اکسید کربن را جذب می کنند و در طول زندگی درخت ، تا زمانی که گیاه شروع به پوسیدگی ، تجزیه یا سوختن کند ، تجمع می یابد (ترسیب کننده ها): سپس CO2 دوباره به داخل خاک و در جو رها می شود. بنابراین ، اگر از درخت سالم با کربن انباشته شده در ساخت و ساز استفاده شود ، بازگشت دی اکسید به محیط اتفاق نمی افتد. یک متر مکعب چوب یک تن CO ذخیره می کند2، و یک درخت جدید به جای درخت قطع شده رشد می کند. در پایان عمر خود ، ساختمانهای چوبی بسیار راحت جدا می شوند و بازیافت می شوند ، دوباره استفاده می شوند یا حتی منبع انرژی می شوند ، مثلاً به عنوان سوخت فسیلی. جایگزینی چوب برای مقداری از حجم فولاد یا بتن مسلح که در حال حاضر در ساخت و ساز استفاده می شود - مواد بسیار پر انرژی در تولید - می تواند منجر به کاهش قابل توجهی در انتشار CO شود2.
مقاوم در برابر آتش
بسیاری از مردم ایمنی در برابر آتش ساختمان های چوبی چند طبقه را زیر سوال می برند. البته ، چوب می سوزد ، اما فولاد نمی سوزد ، اما میزان اشتعال پذیری شاخص مقاومت در برابر آتش نیست. چوب هدایت حرارتی کمی دارد و می تواند یکپارچگی ساختار را برای مدت طولانی حفظ کند. آتش زدن یک چوب ، تیر یا صفحه ضخیم چوبی بسیار دشوار است ، اما اگر آتش بگیرد بسیار آهسته و به صورت قابل پیش بینی می سوزد.
هنگامی که چوب از حدود 280 درجه سانتیگراد گرم می شود ، یک لایه ذغاله شده روی سطح آن تشکیل می شود ، که هسته را دود می کند و عایق بندی می کند ، جریان اکسیژن داخل را پیچیده می کند و روند احتراق را کند می کند. چوب جامد با سرعتی در حدود 0/5–0/8 میلی متر در دقیقه می سوزد: به عنوان مثال ، 30-50 میلی متر از لایه بیرونی در طول 60 دقیقه از تیر 200 میلی متر می سوزد. خطر سقوط در حدود 500 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد ، زیرا در این دما لایه محافظ کربن داغ شده و مشتعل می شود. محدودیت مقاومت در برابر آتش - مدت زمانی که سازه چوبی ظرفیت تحمل خود را حفظ می کند - به اندازه مقطع و ابعاد آن بستگی دارد: هرچه ابعاد بزرگتر باشد ، اشتعال آن دشوارتر است و سرعت آن کندتر است فرآیند احتراق است.
در همان دما ، فولاد غیر قابل احتراق ، اما رسانای گرما ذوب می شود ، در جهات مختلف تغییر شکل می یابد و در حدود 450-500 درجه سانتیگراد ظرفیت تحمل خود را از دست می دهد. یک ساختار فولادی که توسط حفاظت از آتش درمان نشده است ، ظرف 15 دقیقه پس از شروع آتش سوزی فرو می ریزد و محاسبه دقیق محل سقوط غیرممکن است. بنابراین ، مزیت اصلی ساخت چوب در صورت آتش سوزی افزایش مقاومت در برابر آتش و پیش بینی رفتار است.
چرا مهم است؟ اگر آتش سوزی شروع شد و خنثی کردن منبع آن امکان پذیر نبود ، لازم است مردم را از ساختمان خارج کنید: برای موفقیت در تخلیه ، باید دقیقاً بدانید که سازه تا چه مدت یکپارچگی خود را حفظ کرده و در کجا فرو خواهد ریخت. هنگام سوزاندن سازه های چوبی ، این زمان محاسبه می شود و محل ریزش آنها قابل پیش بینی است. علاوه بر این ، سوزاندن چوب مقدار متوسطی دود تولید می کند که بندرت سمی است. این خواص طبیعی همراه با فناوری های مدرن نسوز ، نتایج خوبی را نشان می دهد.
برای جلوگیری از آتش سوزی ، سازه ها با استفاده از بازدارنده های آتش نشانی تصفیه می شوند و برای خنثی سازی منبع ، سیستم های هشدار دهنده و سیستم های آب پاش نصب می شوند.
بلندترین خانه های چوبی
8 طبقه: Bridport House ، لندن
Bridport Pl لندن
Karakusevic Carson Architects
هنگام انتخاب نوع قاب پشتیبانی ، معماران براساس معیارهای وزن سازه هدایت می شدند: یک لوله تخلیه قرن 19 در زیر سایت ساخت و ساز اجرا می شود ، که باید حفظ شود. یک ساختمان بتونی آرمه سنتی غیرقابل قبول سنگین است ، بنابراین پانل های چند لایه انتخاب شده اند.
خانه بریدپورت جایگزین خانه قدیمی 5 طبقه دهه 1950 شد. 41 آپارتمان در ساختمان وجود دارد ، ساکنان طبقه اول دسترسی خود را به خیابان و پاسیو دارند و ساکنان 33 آپارتمان باقیمانده دارای بالکن های بزرگ هستند. نما با آجر پوشانده شده و بالکن های بیرون زده با ورق های مسی پوشانده شده اند. اسکلت سازه ای ساختمان ، ساخته شده از پانل های چند لایه ، در 12 هفته مونتاژ شد.
9 طبقه: اشتادهاوس
24 موری گرو لندن
Waugh Thistleton Architects
24 موری گرو لندن دارای 9 طبقه از 29 آپارتمان از دو نوع مختلف است: واحدهای تجاری تحت مالکیت مستاجر و واحدهای اجاره ای متروپولیتن هوسینگ تراست. بلوک اجتماعی چهار طبقه اول ، بلوک تجاری پنج طبقه آخر را اشغال کرده و این بلوک ها کاملاً از یکدیگر جدا شده اند.
انتقال از یک بلوک به بلوک دیگر در ترسیم نماها منعکس می شود: در سطح طبقه 4 ، پانل های خاکستری با صفحات سفید جایگزین می شوند. نما با 5000 پانل (1200 mm x 230 mm) پوشانده شده است که 70٪ از آن زباله های بازیافتی صنایع نجاری هستند. نقاشی آنها شبیه بازی نور و سایه است که در طول روز در نمای ساختمانهای اطراف و درختان ایجاد می شود.
علی رغم این واقعیت که تکنولوژی ساخت از پانل های چسب خورده گران تر از بتن مسلح سنتی است ، به صرفه جویی در محل ساخت کمک می کند. به عنوان مثال ، ساختن یک سازه مشابه ساخته شده از بتن مسلح حدود 72 هفته طول می کشد ، در حالی که این ساختمان در سال 49 به اتمام رسیده است. در این حالت ، سازه پشتیبانی خود توسط چهار سازنده در 27 روز کاری مونتاژ شده است ، 9 هفته ، 3 کار هر روز همچنین ، نیازی به استفاده از تاورکرین گران نیست: آنها با استفاده از بالابر متحرک و داربست کار بر روی روکش نما را مدیریت می کنند.
می توانید درباره برنامه ریزی مکانی و م spلفه زیست محیطی پروژه بیشتر بخوانید.
اینجا.
9 طبقه: از طریق سینی ، میلان
Rossiprodi Associati s.r.l.
برای اولین بار ، یک سازه بلند مرتبه ساخته شده از پانل های چند لایه در یک منطقه زلزله خیز مورد استفاده قرار می گیرد: در حومه میلان ، احتمال وقوع زمین لرزه خیلی زیاد نیست ، اما هنوز هم وجود دارد و فناوری X-Lam برآورده می شود تمام الزامات ساخت و ساز در چنین مناطقی.
این مجتمع مسکونی با مساحت 17000 مترمربع از چهار برج 9 طبقه تشکیل شده است که توسط یک استیلوبات 2 سطح به هم متصل شده اند. این مجموعه دارای 124 آپارتمان در ابعاد 2 تا 4 اتاق (از 50 تا 100 متر مربع) است. برج ها با طرح 13.6 19 19.1 متر و ارتفاع 27.95 متر از یک نوع هستند ، اما یکسان نیستند: شکل ظاهری فردی با الگوی بالکن ها شکل می گیرد.
ضخامت سازه ای دیوارها هر دو یا سه طبقه 20 میلی متر کاهش می یابد: در طبقه اول 200 میلی متر ، در نهم - 120 میلی متر است. کف - 200 و 230 میلی متر (7 لایه). دهانه های کمتر از 5.8 متر با یک صفحه 5 لایه 200 میلی متر و دهانه های کمتر از 6.7 متر با یک صفحه 230 میلی متر 7 لایه پوشانده شده اند. پانل ها با استفاده از پیچ های اتصال ویژه از طول 200 تا 550 میلی متر به هم متصل می شوند.
منطقه ای که ساختمان در آن واقع شده است از یک سو مجموعه ای از خانه های سنتی ایتالیایی و از طرف دیگر مجموعه ای از ساختمانهای اداری ، تجاری ، صنعتی و تجاری شهری است. ایده این پروژه تلفیق این دو نوع توسعه و ایجاد فضای مرزی - گذار از گونه شناسی شهری به روستایی بود. با توجه به حضور در خانه آپارتمان های مختلف (از 65 مترمربع تا 125 متر مربع) و فضاهای عمومی برای اهداف مختلف ، معماران می خواستند محیطی مناسب برای ظهور یک جامعه محلی ایجاد کنند و یک مرکز جذابیت برای ایجاد کل منطقه
10 طبقه: فورته ، ملبورن
807 خیابان بورک ، بندر ویکتوریا
توسعه دهنده - اجاره وام
با ارتفاع 32.17 متر ، فورته بلندترین ساختمان چوبی در جهان محسوب می شود: این ساختمان 10 طبقه دارد که فقط در مدت 11 ماه ساخته شده است و نصب ساختار پشتیبانی چوب 38 روز کاری طول کشیده است. این خانه دارای 23 آپارتمان است: 7 اتاق یک خوابه (59 متر مربع) ، 14 اتاق دو اتاقه (80 متر مربع) و 2 پنت هاوس دو اتاقه (102 متر مربع).
پایه و طبقه اول از بتن مسلح ساخته شده است: علاوه بر انتقال بار به زمین ، قسمت چوبی پوشاننده را از مشکل معمولی منطقه - حملات موریانه ها محافظت می کند. تمام عناصر دیگر از پانل های چند لایه ساخته شده اند - از دیوارها و سقف ها تا چاه آسانسور و پله ها.دیوارها - پانل های 5 لایه 128 میلی متری با گچ نسوز 13 میلی متر در دو طرف. کف - پانل های 146 میلی متر با یک لایه 16 میلی متر از گچ نسوز. حد مقاومت در برابر آتش این سازه ها 90 دقیقه است. دیواره خارجی ، 6 متر نزدیک به محل مجاور ، برای محافظت بیشتر در برابر آتش در این جهت ضخیم شده است. اتصال فلزی پانل ها به دیوارها توسط یک پارچه مخفی می شود. آسانسور و راه پله ها در دو جداره ساخته می شوند: طبق محاسبات طراحان ، در صورت ریزش بخشی از ساختمان ، آنها می توانند یکپارچگی و ظرفیت تحمل خود را حفظ کنند.
نماها با صفحات آلومینیومی روبرو هستند ، بالکن ها که ادامه صفحات کف هستند ، با یک غشا ضد آب پلی اورتان پوشانده می شوند ، و سپس با کاشی در امتداد کف پوش. پانل های چوبی CLT فقط در سقف آجرها و روی یک دیوار در فضای داخلی هر آپارتمان باز می مانند.
در آلاچیق ها مکانی برای باغچه های کوچک وجود دارد و بارش برای نیازهای فنی از جمله در سیستم آب پاش جمع آوری و استفاده می شود.
14 طبقه: Treet ، برگن
99. دامسگواردسوین
ARTEC Arkitekter / Ingeniører
ساخت و ساز در شهر برگن نروژ در حال انجام است
خانه ای چوبی 49 متری - بلندترین خانه امروز جهان. نیمی از 62 آپارتمان آینده قبلاً فروخته شده است و در اکتبر 2015 ، مستاجران باید در 14 طبقه آن مستقر شوند.
تمام بارهای عمودی توسط خرپاهای چوبی عمودی چسب (ستونهایی با مقاطع 495 49 495 میلی متر و 405 6 650 میلی متر ، مهاربندها - 406 40 405 میلی متر) حمل می شوند و راه پله ها ، شاخه های پله و بالابر ، دیوارها و سقف ها از پانل های CLT برپا می شوند. مدت مقاومت در برابر آتش سیستم تحمل اصلی (خرپاها) 90 دقیقه ، ثانویه (پانل های CLT) - 60 دقیقه است.
یكی از اهداف اصلی این پروژه یافتن راهی برای مقاومت در برابر سازه های چوبی سبک در برابر بارهای زیاد شهر ساحلی بود. برای افزودن جرم به ساختمان ، افزایش استحکام با اتصال خرپاها به یکدیگر و کاهش دامنه تاب ، سه دال بتونی به عنوان دال - در سطح طبقه پنجم و دهم و به عنوان سقف اضافه شد. بنابراین ، حداکثر انحراف افقی خرپاها در بالای ساختمان 71 میلی متر است که 1/634 از ارتفاع ساختمان است: این استاندارد نروژی 1/500 را برآورده می کند.
هوای باد و مرطوب نه تنها بر روی راه حل سازنده ، بلکه همچنین در شکل ظاهری خانه تأثیرگذار است: نمای شمالی و جنوبی لعاب دار است ، نمای غربی و شرقی با صفحات فلزی روبرو هستند.
آینده احتمالی
هزینه ساخت ساخته شده از پانل های CLT هنوز بسیار بالا است. این عمدتا به دلیل محدودیت تعداد بازیگران در بازار است: فقط 2-3 تولید کننده بزرگ در جهان وجود دارد و سهم زیادی از هزینه ها حمل و نقل مواد از اتریش - تأمین کننده اصلی - در سراسر جهان است.. از قضا ، این علاوه بر هزینه های مالی ، انتشار قابل توجهی از CO2 را "فراهم می کند" - که با تبدیل چوب به یک ماده ساختمانی با تمام تلاش از آن جلوگیری شد.
اما طرفداران فناوری CLT دلسرد نیستند: آنها اطمینان دارند که آینده به آسمان خراش های چوبی تعلق دارد. با ترکیب یک هسته بتن آرمه با یک سیستم پشتیبانی ثانویه چوبی ، یا برعکس ، ستون ها و تیرهای چوبی با سقف های یکپارچه ، می توان ساختمانهای 25-30 یا حتی 40 طبقه را برپا داشت. محاسبات مهندسی زیادی انجام شده است ، امکان ساخت یک ساختمان از این نوع فقط در یک هفته اثبات شده است ، کارهای علمی به مردم ارائه می شود و راه حل های معماری احتمالی برای ساختمان های بلند چوبی در حال توسعه است.
معمار کانادایی ، مایکل گرین ، یکی از مشهورترین مروج ایده ساخت و سازهای بلند چوبی ، امیدوار است که ونکوور زادگاه وی رهبر تعداد بلندمرتبه های چوبی شود و دوره بتن مسلح بعد از قرن بیستم: "من هرگز ندیده ام كه افراد وارد یكی از ساختمانهای من شوند ، آنها یك ستون فولادی یا بتونی را بغل كرده اند ، اما این كار را با یك چوب انجام داده اند!"
