پیشرفته ترین ماده ساختمانی جهان

مهندسان به تازگی پیشرفته ترین ماده ساختمانی جهان برای شهرهای آینده را «چوب» معرفی کرده اند چرا که در مقایسه با فولاد یا بتن، CLT (چوب ورقه) ارزان تر و مونتاژ آن آسان تر بوده و در مقابل آتش مقاوم تر و بادوام تر است. چوب مانند هر محصول دیگر تجدیدپذیر و غنی از کربن است زیرا دیاکسید کربن را در طول رشدش جذب کرده و حتی پس از تبدیل شدن به الوار آن را حفظ میکند. جمعیت شناسان پیش بینی میکنند نرخ جمعیت شهری کره زمین طی 36 سال آینده، دو برابر شود و این موضوع تقاضا را برای ساختمان های مرتفع تر در شهرهای متراکم تر از حال حاضر، افزایش میدهد.اینکه معماران و شرکت های ساخت وساز، این برج ها را با استفاده از مواد دوام ناپذیر مانند فولاد و بتن بسازند یا اینکه از مواد جدیدی مانند CLT (چوب مهندسی شده) استفاده کنند، در سلامت زمین تفاوت بزرگی ایجاد خواهد کرد. به عبارت دیگر، آینده شهری جهان در دستان قدیمیترین ماده ساخت وساز یعنی چوب، قرار دارد. زمانی که مردم نام معماری چوب را میشنوند، چارچوبی را تصور میکنند که نوعی سیستم ساختمانی مسکونی سبک اما محکم است؛ این سبک از میله های چوب نازک ساخته و در اواسط قرن نوزدهم معرفی شد. استفاده از این چهارچوب ها برای شهرها ارزان و ساخت آنها آسان است و به اندازه کافی برای ساخت معدود طبقات ساخت مسکونی قوی هستند، اما آنها در زیر وزن بیشتر به سرعت خمیده میشوند.این موضوع اواخر قرن نوزدهم و زمانی که شهرها شروع به رشد کردند، به یک مشکل تبدیل شد. خوشبختانه در همان زمان مهندسان و معماران دریافتند چگونه از فولاد و بتن برای ساخت ساختمان های مرتفعی استفاده کنند که ارتفاع آنها بیش از بلندترین چارچوب های مزبور میرفت. ساختمان بیمه Home که در سال 1885 افتتاح شده بود، نخستین ساختمانی بود که اسکلت فولادی در آن به کار رفت و پس از آن، هزاران ساختمان به همان شیوه ساخته شدند.در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، تعدادی از آتش سوزیهای مهیب شهری منازل چوبی و بلوک های آپارتمانی را در شهرهایی مانند بالتیمور، شیکاگو و سان فرانسیسکو طعمه خود کردند. این بلایا منجر به وضع مقررات ساخت وساز محلی شد که ارتفاع ساختمان های چوبی مسکونی را به پنج طبقه محدود کرد.آسمانخراش های بزرگ قرن بیستم در سراسر شهرهای جهان تقریباً به طور کامل از بتن و فولاد ساخته شدند و مردم استفاده از چوب را به بوته فراموشی سپرده بودند. اما طی دو دهه اخیر، معماران و مهندسان دوباره در امکان استفاده از چوب به عنوان ماده ساختمانی تجدیدنظر کرده اند و اواسط دهه 1990، دولت اتریش برنامه ای تحقیقاتی آکادمی-صنعتی را برای توسعه اشکال جدید و مستحکم تر چوب مهندسی شده ارائه داد تا عرضه بیش از اندازه الوار این کشور را ممکن کند. نتیجه این اقدام ماده ای سبک وزن و بینهایت محکم به نام CLT بود که میتوان آن را پیش ساخت کرده و به صورت سفارشی برش زد.زیبایی ساده CLT در کیفیت آن است؛ چوب نرمال در یک جهت قوی است اما در جهت متقابل ضعیف عمل میکند. لایه های قائم CLT، آن را در دو جهت قوی میکنند و چون به لایه هایی از میله های کوچک تر متکی است، میتواند با استفاده از چوب گره دار و دارای اشکال عجیب، تلفات را کاهش دهد.CLT زمانی ظاهر شد که معماری وارد انقلاب فناورانه اش میشد. در گذشته، معمار نقشه های پیش نویسی را با دست میکشید و آنها را برای یک مهندس میفرستاد و مهندس نیز این مدارک را به هر پرتو چوب یا صفحه فولاد تبدیل میکرد. این اجزا سپس برش داده میشدند و در مکان ساخت وساز، قطعه به قطعه مونتاژ میشدند که این موضوع فرایندی گران، زمانبر و اغلب غیردقیق بود.امروزه تمامی این مراحل با رایانه صورت میگیرد و معمار، ساختمانی را با استفاده از نرم افزار اتوکد سه بعدی طراحی میکند و برنامه مشخصات ماده را تولید کرده و آنها را به روترهای روباتیک چوبی یا فولادی میفرستد. این روترها، پنل ها را با دقت میلیمتری شکل میدهند و نتیجه، بلوک های ساختمانی است که چند کارگر میتوانند آنها را ظرف چند هفته به یکدیگر پیچ کنند.آتش نخستین دغدغه ای است که هنگام فکر کردن به ساخت و ساز با چوب به ذهن خطور میکند و این در حالی است که چوب مهندسی شده در آتش، ایمن تر از فولاد است. یک تخته ضخیم چوب در بخش بیرونی نیم سوز میشود و چوب درونی را از آسیب حفظ میکند. از سوی دیگر، فلز شروع به ذوب شدن میکند. با این حال، بزرگ ترین نیروی محرکه برای استفاده از چوب آگاهی روبه رشد تولیدکنندگان و معماران از مشارکت رشته آنها در تغییر آب و هواست. بتن و فولاد نیازمند مقادیر عظیم انرژی برای تولید و انتقالشان هستند و در هر تن فولاد و بتن، بیش از یک تن دیاکسید کربن تولید میشود.از سوی دیگر چوب و حتی چوب مهندسی شده مانند CLT که انرژی افزوده ای را برای برش و پرس کردن به شکل قطعات میطلبد، بسیار بیشتر از بتن و فولاد دوستدار محیط زیست هستند و به گفته، شرکت سازمان حامی ساخت وساز پایدار با چوب (Wood for Good) یک تن آجر چهار برابر میزان انرژی بیشتری را برای تولید در مقایسه با یک تن چوب نرم CLT میطلبد. این در حالی است که بتن نیازمند پنج برابر، فولاد 24 برابر و آلومینیوم 126 برابر انرژی بیشتری برای تولید است.چوب دارای عملکرد بهتری نیز هست و به طور مثال، پنج برابر بتن و 350 برابر فولاد عایق تر است و این به معنای انرژی کمتر برای گرم کردن و خنک کردن یک ساختمان چوبی است.