تاريخياً ، تم بناء معظم المباني الشاهقة من الخرسانة والصلب والزجاج.

هذه المواد قوية ومتوفرة على نطاق واسع وسهلة الاستخدام ؛ خاصة الخرسانة التي ستأخذ شكل أي قالب تصبه فيه. ازداد ارتفاع المباني أيضًا منذ أوائل القرن العشرين بفضل الأساليب الجديدة التي حسنت من قوة صلب وملموس ، ولكن هذه القوة والراحة المضافة كان لهما تكلفة.

خرسانة و صلب الإنتاج مسؤول عن مجموع 16٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية. يتم إطلاق معظم هذه الانبعاثات أثناء معالجة المواد ؛ يتم خلالها تسخين المواد الخام إلى آلاف درجات فهرنهايت من أجل الإنتاج صلب و أسمنت بورتلاند (عنصر مهم في الخرسانة).

مع وجود أهداف مناخية وطنية عدوانية تلوح في الأفق ، هناك الكثير من الفرص للتغيير الإيجابي في صناعة البناء. لقد تم إيلاء الكثير من الاهتمام لكفاءة الطاقة (وهي محقة في ذلك) ، لكننا نحتاج أيضًا إلى التركيز على الانبعاثات المنبعثة من إنتاج ونقل مواد البناء نفسها. هذه الفئة من الانبعاثات تسمى الكربون المتجسد 28٪ من إجمالي انبعاثات المباني.

حل عمره مليون عام

لحسن الحظ ، هناك مادة يمكن أن تساعدنا في حل هذه المشكلة. المواد منخفضة التكلفة وسهلة النقل ولا تتطلب أفران صهر متعددة آلاف الدرجات لإنتاجها. بل إنه في الواقع يمتص الكربون ويخزنه أثناء عملية "الإنتاج". ربما تكون قد صادفت هذه المادة من قبل. إنه في منزلك ، إنه في شارعك ، وقد تم استخدامه لبناء الأشياء لآلاف السنين.

هذه المادة منخفضة الكربون هي الخشب.

كومة من جذوع الأشجاريفتح ملف IMAGE

إن تقنيات الأخشاب الجماعية المبتكرة قادرة على تحويل جذوع الأشجار مثل هذه إلى مادة سليمة من الناحية الهيكلية مثل الفولاذ

اعتاد الخشب أن يكون مادة البناء المفضلة للعديد من المدن حول العالم ، لكن المخاوف بشأن القابلية للاشتعال وظهور مواد جديدة تسببت في قيام البناة والمهندسين المعماريين بالتخلص منها تدريجياً.

ومع ذلك ، فإن وود يعود إلى الظهور. تعتبر زراعة الأشجار أقل استهلاكًا للطاقة بكثير من إنتاج الفولاذ والخرسانة ، ويمكن أن يكون للخشب بصمة كربونية سلبية عندما تفكر في كمية الكربون التي يمتصها ويخزنها.

وفقًا لـ Circular Ecology's قاعدة بيانات البصمة الكربونية المجسدةينتج عن إنتاج كيلوغرام من الخشب ثلث انبعاثات الكمية المعادلة من الفولاذ أو الزجاج ونصف انبعاثات كمية معادلة من الخرسانة. كما ينتهي الأمر بالعديد من منتجات الأخشاب إلى كونها سالبة للكربون لأنها تمتص المزيد من ثاني أكسيد الكربون2 عندما تنمو أكثر مما يتم إطلاقها أثناء المعالجة والنقل.

لكن هناك بعض المخاوف ...

لقد ثبت جيدًا أن الخشب يحتوي على كربون أقل من الخرسانة والصلب ، ولكن قبل أن نتوج بالخشب مادة بناء المستقبل ، يجب علينا معالجة بعض المخاوف التي تسببت في سقوط الخشب من المباني الرئيسية في المقام الأول.

أكبر مصدر قلق بشأن الخشب هو القابلية للاشتعال. الخشب قابل للاشتعال للغاية ، وقبل أن تصبح الخرسانة والصلب معيارًا ، واجهت العديد من المدن حول العالم حرائق كارثية (لا سيما حريق شيكاغو العظيم عام 1871 والذي قتل ما يقرب من 300 شخص وتسبب في أضرار بأكثر من 200 مليون دولار) التي دمرت مبانيهم الخشبية ودمرت منازلهم وأماكن عملهم.

كما أن هناك مخاوف بشأن الاستقرار. نعم ، الخشب رائع من وجهة نظر الكربون المتجسد ، ولكن على مدى الكثير من التاريخ ، لم يكن الخشب قويًا بما يكفي لدعم المباني المكونة من أكثر من بضعة طوابق.

كتلة الأخشاب

أدخل مادة بناء جديدة تسمى كتلة الخشب.

تم تطوير الأخشاب الجماعية (اختصارًا للأخشاب الضخمة) في دولة النمسا ذات الغابات الكثيفة في تسعينيات القرن العشرين بواسطة جيرهارد شيخوفر. أراد Schickhofer إيجاد طريقة لاستخدام موارد البلاد الوفيرة والمتجددة لبناء مبانٍ أطول ، لذلك طور منتجًا يتكون من عدة عوارض من الخشب تم لصقها معًا بنمط التظليل المتقاطع.

هذه المادة ، التي تسمى الخشب الرقائقي المتقاطع (أو CLT) ، حققت جميع أهداف Schickhofer. كما أنها كانت رائدة في صناعة الأخشاب الجماعية والتي تتكون الآن من CLT ، و Nail Laminated Timber ، و Dowel Laminated Timber ، و Glue Laminated Timber (أو Glulam) من بين المواد الناشئة الأخرى.

شعاع من الخشب الرقائقي المتقاطعيفتح ملف IMAGE

تصنع عوارض الخشب الرقائقي المتقاطع (CLT) من ألواح خشبية ملصوقة ومضغوطة معًا بنمط التظليل المتقاطع. مصدر الصورة: APA - The Engineered Wood Association

هذه المواد متحمل, مرنو مقاوم للحرائق وتمثل مستقبل المباني الصديقة للبيئة.

فوائد أخرى للأخشاب الجماعية

توفر CLT وأنواع أخرى من الأخشاب الجماعية العديد من المزايا الأخرى. إنها تجعل عملية البناء أسرع وأسهل بكثير لأنها تسمح ببناء الألواح والعوارض بأحجام وأطوال محددة للغاية خارج الموقع. بالنسبة الى إعادة التفكير في الخشبيفتح ملف PDF ، المباني الخشبية الجماعية هي تقريبًا "أسرع بنسبة 25٪ في الإنشاء من مشروع مماثل في الخرسانة" وتتطلب "90٪ أقل من حركة البناء."

إن عملية البناء الفعالة هذه إلى جانب تكاليف المواد المنخفضة تجعل الهياكل الخشبية الجماعية ذات تكلفة تنافسية ، وحتى أرخص من البناء التقليدي للصلب والخرسانة. أ تحليل مقارنيفتح ملف PDF التي أجرتها WoodWorks في عام 2015 ، وجدت أن "المكاتب الخشبية أقل تكلفة بنسبة 20-30٪ للقدم المربع من المكاتب غير الخشبية."

مبنى داخلي من الخشب المكشوفيفتح ملف IMAGE

أظهرت العديد من الدراسات أن الخشب المكشوف في المساحات الداخلية للمباني مهدئ وجيد لصحتنا العقلية

تعمل المواد الخشبية الضخمة أيضًا على تمكين المهندسين المعماريين والمصممين من إنشاء مبانٍ جذابة من الناحية الجمالية تجلب المزيد من العناصر الطبيعية إلى مدننا الصناعية. شكل ومظهر الخشب المكشوف - وغير ذلك تصميم biophilic مبادئ أن البناء بالخشب يشجع - يقلل من التوتر ويحسن الرفاهية وفقًا لآخر دراسةيفتح ملف PDF by منتجات الغابات والأخشاب أستراليا.

مصادر

التحذير الرئيسي هنا هو أن خشب الألواح والعوارض الخشبية المستخدمة في البناء يحتاج إلى مصادر مستدامة. يمثل تدهور الغابات وإزالة الغابات دائمًا تهديدًا ، وإذا أدى حصاد الأخشاب من أجل CLT إلى تدهور الغابات وتدميرها ، فقد لا تفوق الفوائد البيئية العيوب.

لحسن الحظ ، هذه ليست مشكلة كبيرة ، حيث أن معظم البنائين والمهندسين المعماريين الذين يستخدمون CLT ومنتجات الأخشاب الجماعية الأخرى يضعون الاستدامة في الاعتبار. يمكن أن تعتمد الشركات المصنعة للأخشاب الجماعية أيضًا على المنظمات غير الربحية مثل مجلس رعاية الغابات (FSC) لتدقيق الغابات بشكل مستقل والتأكد من إدارتها بشكل مسؤول.

يستخدم العديد من البنائين والمهندسين المعماريين أيضًا الأخشاب من المصادر المحلية.

واستشرافا للمستقبل

على الرغم من التقدم الذي تم إحرازه مؤخرًا ، لا يزال هناك عدد من العقبات التي تحول دون تحول الأخشاب الجماعية إلى مادة بناء مقبولة ومستخدمة على نطاق واسع.

كانت قوانين البناء التي تم وضعها في عصر الخرسانة والصلب بطيئة التغيير ، كما فعل العديد من البنائين والمهندسين المعماريين الذين كانوا يبنون بالخرسانة والصلب طوال حياتهم المهنية.

يعد توفر المادة أيضًا مشكلة نظرًا لأن مصانع المعالجة واسعة النطاق اللازمة لجعل الأخشاب الجماعية خيارًا أكثر قابلية للتطبيق فقط بدأت للتو ليتم بناؤه.

ومع ذلك ، بدأ البناؤون والمهندسون المعماريون ومنظمات اعتماد المباني الخضراء في ملاحظة وإدماج الأخشاب الجماعية وغيرها من المواد منخفضة الكربون في شهاداتهم. وخير مثال على ذلك هو شهادة LEED.

يوفر برنامج شهادة LEED يروّج لاستخدام هذه المواد من خلال تضمين "المواد والموارد" كإحدى فئات الائتمان الرئيسية. يمكن أن يساعد البناء باستخدام كتلة من الخشب في تحقيق هذه الكفاءة من خلال "المصادر المسؤولة للمواد الخام" الإئتمان.

يمكن أن يقطع التضمين في LEED وبرامج الشهادات الأخرى شوطًا طويلاً نحو دمج هذه المواد في المنازل ومباني المكاتب الأصغر.

على واجهة ناطحة السحاب ، تستمر المباني الخشبية الأطول والأكثر ارتفاعًا في الظهور في جميع أنحاء العالم. أطول مبنى خشبي في العالم ، يبلغ ارتفاعه 85.4 مترًا Mjøstårnet بواسطة Voll Arkitekter في Brumunddal ، النرويج ، تم الانتهاء منه مؤخرًا ، ومن المقرر أن يتفوق عليه 25 طابق صعود المبنى في ميلووكي بولاية ويسكونسن عام 2022.

تكتسب منتجات الأخشاب الضخمة شعبية سريعة في جميع أنحاء العالم حيث يعمل البناة والمهندسون المعماريون على تصميم وبناء المباني الصديقة للبيئة في المستقبل.

 

إذا كنت مهتمًا بدمج الأخشاب الجماعية أو غيرها من مواد البناء منخفضة الكربون في مشروع LEED المعتمد أو أي مشروع مبنى أخضر آخر (مثل Passive House أو ENERGY STAR) ، فاتصل بنا فريق بناء عالي الأداء!

تعرف على المزيد حول مستقبل الأداء العالي وصناعة المباني الخضراء في المستقبل حدث لوحة افتراضية!

 

المزيد من موارد الأخشاب الجماعية

https://www.thinkwood.com/

https://www.vox.com/energy-and-environment/2020/1/15/21058051/climate-change-building-materials-mass-timber-cross-laminated-clt