لطالما عُرفت الأخشاب بأنها مادة بناء قابلة للتكيف. وبفضل الابتكارات مثل الخشب المغلف بالألواح الخشبية والجلولام ومنتجات الأخشاب المغلفة بالوتد مهندسون لتشييد هياكل أطول أكثر من أي وقت مضى.
تميل المباني الخشبية إلى أن تكون تكاليف تشغيلها أقل بسبب سرعة البناء وتوفير الطاقة، مما يجعلها خياراً اقتصادياً مع مرور الوقت. في هذه السلسلة، سوف نبحث في هذه السلسلة في ماهية المباني الخشبية عالية الجودة.
تعدد الاستخدامات
الخشب هو مواد بناء قابلة للتكيف مناسبة للمشاريع من جميع الأشكال والأحجام. وقد أدت الابتكارات الحديثة في إنتاج الأخشاب المصممة هندسيًا إلى وفرة المنتجات الخشبية عالية الجودة وطويلة الأجل المستخدمة في الهياكل السكنية والتجارية في جميع أنحاء الولايات المتحدة. هذا التنوع يجعل الأخشاب حلاً جذابًا ومستدامًا بيئيًا عند التفكير في أفضل السبل لتحقيق أهداف التصميم في المشاريع من جميع الأشكال والأحجام.
يتم تشييد المباني الخشبية الضخمة في جميع أنحاء البلاد وغالباً ما تجتذب إيجارات أو أسعار بيع متميزة بسبب جاذبيتها البصرية ومزاياها البيئية. تعمل الأخشاب كعازل طبيعي، مما يحافظ على درجات الحرارة الداخلية مريحة مع المساعدة في تقليل استخدام الطاقة؛ بالإضافة إلى أنها أسهل في التفكيك/إعادة الاستخدام عند انتهاء عمرها الافتراضي مقارنة بالمباني الخرسانية/الفولاذية.
الأخشاب المصفحة المتقاطعة (CLT)، والأخشاب المصفحة بالغراء (Glulam)، و الأخشاب المغلفة بالمسامير (DLT). لكل منها مزايا فريدة من نوعها للمساهمة في الاستدامة الشاملة للهياكل؛ وعادةً ما يتم تصنيع مكونات الخرسانة القابلة للطي في موقع البناء باستخدام عملية تصنيع فعالة، مما يقلل من الوقت وتكاليف العمالة في موقع البناء، بينما يساعد أيضًا في تقليل الانكماش والالتواء الذي يساهم في حدوث مشاكل الرطوبة بمرور الوقت.
تتخطى براعة الأخشاب الضخمة الاستخدامات السكنية وتمتد إلى الأماكن العامة والتجارية أيضاً. فمرونته تمكّن المهندسين المعماريين من استخدامه لتشكيل أشكال غير قياسية تلهم الإبداع في المدارس والمكتبات والمراكز المجتمعية؛ وبالمثل تستفيد هندسة التجزئة من وجود الخشب حيث يضيف الدفء والجاذبية الجمالية التي تشجع العملاء على البقاء لفترة أطول أثناء تجارب التسوق.
تلعب مقاومة الخشب الطبيعية للحريق أيضاً دوراً أساسياً في كفاءة الطاقة والسلامة. في حين أن المواد الأخرى، مثل الخرسانة والفولاذ، يمكن أن تطلق مركبات عضوية متطايرة أثناء الحريق، فإن الخشب يطلق كميات أقل من هذه المواد الكيميائية الضارة مما يقلل من خطر انهيار الهياكل الداخلية بسبب الحرارة الزائدة.
تستخدم Garden Life أخشاب دول الشمال الأوروبي في مشاريعها لأنها تنمو ببطء على مدى فترات أطول، مما يجعلها أكثر كثافة وقوة من نظيراتها سريعة النمو من المناخات الأكثر دفئاً. وعلاوة على ذلك، تساعد هذه الجودة على منع الفشل الهيكلي بسبب تقلبات درجات الحرارة والرطوبة.
الاستدامة
الخشب مادة بناء منخفضة الكربون التي توفر كلاً من السلامة الهيكلية والاتصال الغامر بالطبيعة، وهما سمتان يقدّرهما العديد من شاغلي المباني. وعند مقارنتها بالهياكل الخرسانية والفولاذية، فإن الهياكل الخشبية تستهلك طاقة أقل بـ 261 تيرابايت 3 تيرابايت أثناء الإنشاء مع انبعاث انبعاثات أقل طوال فترة حياتها. بالإضافة إلى ذلك، فإن خصائص العزل الفائقة للأخشاب تعني أن فواتير التدفئة/التبريد أقل - مما يوفر تكاليف التشغيل!
تبرز الأخشاب الضخمة كحل قيّم من ناحيتين رئيسيتين. أولاً، قدرتها على خفض انبعاثات الكربون عن طريق إحلالها محل المواد كثيفة الكربون مثل الأسمنت والصلب؛ وثانياً، من خلال زيادة الطلب على الغابات المستدامة المدارة بشكل جيد لإنتاج الأخشاب، وزيادة ممارسات الإدارة المستدامة للغابات التي تقاوم تهديدات الحرائق بشكل أكثر فعالية؛ وأخيراً من خلال دفع الطلب من إنتاج الأخشاب الضخمة مباشرة نحو الاقتصادات المحلية التي تدعم ممارسات الاستدامة الأكثر مقاومة لتهديدات حرائق الغابات من تلك المتاحة من خلال التجارة أو الأسواق الحرة.
الفوائد البيئية للبناء الخشبي عالي الجودة واضحة، ومع ذلك لا يزال يتعين مواجهة بعض التحديات. أحد هذه التحديات يتمثل في سلامة الأخشاب الضخمة من الحرائق. قد يشعر البناؤون والمهندسون المعماريون بالقلق من احتمال اشتعال النيران في الجدران الخشبية الكبيرة دون وجود نظام تكسية فعّال؛ ومع ذلك، فقد توصل المصنعون إلى حلول مبتكرة مثل الطلاءات المنتفخة التي تتحول إلى اللون الأسود عند تعرضها للحريق؛ يمكن تطبيق هذه التقنية على سطح الجدار بأكمله أو فقط على مواقع محددة حيث تكون المخاطر أكبر مثل السلالم والمصاعد.
تمثل إدارة الرطوبة تحدياً آخر. فبينما يجب على جميع المباني التحكم في الرطوبة للحماية من التعفن والحفاظ على سلامة الأخشاب، فإن هذا الأمر بالغ الأهمية بشكل خاص في المباني الخشبية الضخمة. يمكن أن تؤدي الرطوبة في الأخشاب إلى الإصابة بالفطريات وانتشار الحشرات وحتى التعفن، لذلك يجب على البنائين إدارة الرطوبة في مواقعهم بعناية لتقليل التعرض لها مع وضع خطة فعالة لإدارة الرطوبة تحميها من الأمطار والعوامل الجوية الأخرى.
مع تزايد عدد المطورين والمالكين الذين يدركون استدامة المباني الخشبية، أصبحت مشاريع الأخشاب الضخمة أكثر انتشاراً. ولكن لا يزال يتعين مواجهة بعض التحديات، بما في ذلك:
كفاءة الطاقة
توفر أنظمة الأخشاب الضخمة والأنظمة الهجينة وفورات هائلة في الطاقة مقارنة بالمباني الخرسانية والصلب التقليدية، حيث تستخدم طاقة أقل في كل مرحلة من مراحل البناء - الحصاد والتصنيع والتجميع. وهذا يقلل من الكربون المتجسد بشكل عام في المباني ككل؛ بالإضافة إلى قدرة الخشب على عزل ثاني أكسيد الكربون بشكل طبيعي، مما يجعل الأخشاب الضخمة حلاً فعالاً لمقاومة المناخ.
تستفيد المباني الخشبية أيضاً من هذه المزايا، حيث أنها عالية العزل. عند دمجها مع الكسوة الكثيفة وعزل التجويف، يمكن للمباني الخشبية أن تفي بمعايير نظام "باسيف هاوس" أو غيرها من معايير كفاءة الطاقة. وعلاوة على ذلك، يمكن أن تكون الخصائص الحرارية للأخشاب الكثيفة أو الأنظمة الهجينة مفيدة بشكل خاص في المناطق الحضرية حيث قد تكون متطلبات إحكام الهواء أعلى.
تتيح تعددية استخدامات الأخشاب الضخمة للمهندسين المعماريين صياغة أشكال ديناميكية تخدم مجتمعاتهم بشكل جيد، من المدارس والمكتبات إلى المكتبات والمراكز المجتمعية وغيرها. تُعد Glulam مثالية لإنشاء مساحات دراماتيكية مثل السلالم الدراماتيكية في المكتبات أو المراكز المجتمعية - ناهيك عن الهياكل الهجينة التي تدمج الأخشاب الضخمة مع الخرسانة أو البناء لزيادة كفاءة الطاقة من مشاريع البناء.
مع التركيز على العمارة المستدامة وزيادة المسؤولية، تتزايد مشاريع الأخشاب الضخمة في التطبيقات التجارية والعامة على حد سواء. ويساهم جمالها الطبيعي في المبادئ الحيوية التي تعزز الرفاهية من خلال خلق مساحات يستمتع الناس بقضاء أوقاتهم فيها. وهذا أمر ذو قيمة خاصة في المكاتب أو المستشفيات حيث يقضي الكثيرون معظم وقتهم هناك.
يمكن للأخشاب الضخمة أن تكون مورداً لا غنى عنه عند تصميم وبناء المباني الشاهقة التي يزيد ارتفاعها عن 18 طابقاً، وذلك بفضل دعم الصناعة. وبناءً على ذلك، بدأت تحديثات قوانين البناء تنعكس بشكل أكثر إيجابية على الهياكل الخشبية التي تصل إلى هذه الارتفاعات.
وبالإضافة إلى ذلك، أصبحت الوصلات بين العناصر الخشبية أكثر دقة وفعالية؛ حيث يمكن استبدال المسامير والبراغي بمسامير ومسامير التثبيت التي تخلق وصلات أقوى مع تقليل المواد المهدرة أثناء البناء. تمكّن هذه الابتكارات المهندسين المعماريين والبنائين من تشييد مبانٍ خشبية أطول وأكبر حجماً مع الحفاظ على الاستدامة قدر الإمكان.
الجماليات
في الوقت الذي يسعى فيه المهندسون المعماريون إلى دفع حدود الابتكار المعماري، يتجه المزيد من المصممين إلى الأخشاب الطبيعية كعنصر أساسي في التصميم. فالأخشاب تضفي الدفء والأناقة على المباني الحديثة وتساعد في الوقت نفسه على خلق مساحات جذابة ودائمة على المدى الطويل - سواءً كنت تصمم مبنى مكتبي أو مساحة تجارية أو مجمع سكني، فإن جمالها واستدامتها يمكن أن يحول مشروعك.
يقلل البناء بالأخشاب من استخدام الطاقة من خلال استخدامه للموارد المتجددة ويمكنه تحسين جودة الهواء الداخلي بشكل كبير، فضلاً عن تعزيز مبادئ التصميم الحيوي لخلق تقارب مع الطبيعة داخل المباني.
ازدادت شعبية العمارة الخشبية بشكل متزايد، لا سيما في أمريكا الشمالية. ويستخدم المهندسون المعماريون بشكل متزايد الأخشاب المتقاطعة والجلولام - وهي مواد أقوى وأكثر متانة من الخشب التقليدي - لبناء ناطحات السحاب والمكاتب وغيرها من الهياكل الكبيرة التي لم يكن من الممكن بناؤها بالمواد التقليدية وحدها. ويمكن أن تُعزى شعبيتها إلى تقنيات البناء المستدامة والصديقة للبيئة إلى جانب مظهرها المميز وجاذبيتها.
تم تشييد مبنى Treet، وهو عبارة عن هيكل خشبي متعدد الاستخدامات مكون من أربعة طوابق في بيرغن بالنرويج، باستخدام خشب الترتر الخشبي المستقل لإطاره وعناصره الحاملة حيث أنه يوفر جمالية أكبر من طرق البناء الخرسانية ويقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بأكثر من 401 تيرابايت 3 تيرا بايت.
أظهرت نتائج استطلاع أنجوس ريد الأخير لعام 2022 أن الكنديين يدعمون بأغلبية ساحقة المظهر الجمالي كأولوية قصوى عند تطوير مجتمعات جديدة، وهو ما يفسر سبب توجه المزيد من البنائين إلى مشاريع البناء الخشبي الشامل لبناء مساحات جميلة تعزز قابلية العيش في المجتمعات.
توفر الهياكل الخشبية الضخمة خيارات تصميم لا حصر لها لأصحاب المنازل. بدءاً من الجدران الداخلية إلى العوارض المكشوفة، كما أن جماليتها الدافئة تجعل الإطارات الخشبية مثالية للتطبيقات الداخلية والخارجية على حد سواء. كما أن ملمس الخشب الطبيعي وتنوع حبيباته وألوانه يجعله قابلاً للتكيف بشكل لا يصدق في تطبيقات بناء المنازل.
يستخدم البناؤون بشكل متزايد تفاصيل وصلات مبتكرة لهياكل الأخشاب الضخمة للحد من تلامس الخشب بالخشب الذي قد يتسبب في التلف أو نمو العفن، مثل أنظمة الأخشاب المصفحة بالمسامير والبراغي التي تتيح استبدال المسامير والبراغي بمسامير تزيد من طول العمر.
