Ці можна выкарыстоўваць драўніну для шматпавярховых будынкаў?

Уводзіны

Драва быў найважнейшым будаўнічым матэрыялам для тысячагоддзяў, закрываючыся за наяўнасць, працаздольнасць і натуральную эстэтыку. Традыцыйна яго ўжыванне было абмежавана нізкапавярховымі структурамі з-за абмежаванняў трываласці і ўстойлівасці да фактараў навакольнага асяроддзя. Аднак з'яўленне інжынерных вырабаў з дрэва і сучасных тэхналогій будаўніцтва зрабіла рэвалюцыю ў патэнцыяльных прымяненнях драўніны. Націскнае пытанне для архітэктараў, інжынераў і будаўнікоў сёння: ці можна выкарыстоўваць драўніну для шматпавярховых будынкаў? Гэты артыкул паглыбляецца ў мэтазгоднасць драўніны як асноўнага матэрыялу ў шматпавярховым будаўніцтве, вывучаючы дасягненні ў галіне тэхналогій дрэва, структурныя меркаванні, нарматыўныя праблемы і інтэграцыю дадатковых сістэм, такіх як Будаўнічая будаўнічая сталёвая апалуба.

Гістарычная перспектыва драўніны ў будаўніцтве

На працягу ўсёй гісторыі драўніну быў краевугольным каменем будаўніцтва ў розных культурах. Ад традыцыйных японскіх пагад, якія вытрымалі землятрусы на працягу стагоддзяў, да дамоў з драўніны Еўропы, Вуд прадэманстраваў выдатную ўстойлівасць пры правільным выкарыстанні. Гэтыя гістарычныя структуры дэманструюць даўгалецце і даўгавечнасць драўніны пры правільным і падтрыманні належным чынам. Аднак абмежаванні традыцыйнай драўніны, такія як адчувальнасць да агню, распаду і абмежаванай структурнай здольнасці, гістарычна абмежавалі яго выкарыстанне ў шматпавярховых прыкладаннях.

Прагрэс у тэхналогіі драўніны

21 -га стагоддзя засведчыў значны прагрэс у тэхналогіі драўніны, асабліва ў развіцці інжынерных прадуктаў з дрэва. Гэтыя новаўвядзенні закранаюць традыцыйныя абмежаванні драўніны, пашыраючы яго структурныя магчымасці і пашыраючы яго прыдатнасць для вялікіх і вышэйшых структур.

Крыжаваная ламінаваная драўніна (CLT)

Крыжаваная ламінаваная драўніна-гэта рэвалюцыйны прадукт, які складаецца з некалькіх слаёў цвёрдых піламатэрыялаў, выкладзеных папярочным і звязаным разам са структурнымі клеямі. Гэта перакрыжаванае ламінацыя забяспечвае вымярэнне стабільнасці, трываласці і калянасці, робячы панэлі CLT ідэальна падыходзіць для сцен, падлогі і дахаў як у жылых, так і ў камерцыйных будынках. Даследаванні паказалі, што панэлі CLT выяўляюць выдатныя сейсмічныя характарыстыкі дзякуючы іх лёгкаму вазе і гнуткасці, што робіць іх прыдатнымі для выкарыстання ў рэгіёнах, схільных да землятрусу.

Цеплавая прадукцыйнасць CLT - яшчэ адна важная перавага. Натуральныя ізаляцыйныя ўласцівасці Вуда спрыяюць энергаэфектыўным будынкам, зніжаючы выдаткі на ацяпленне і астуджэнне. Акрамя таго, панэлі CLT могуць быць зборныя па-за межамі сайта з высокай дакладнасцю, зніжэннем часу будаўніцтва і выдаткаў на працу.

Налепленыя ламінаваныя драўніны (Glulam)

Налепленыя ламінаваныя драўніны, агульна вядомыя як Glulam,-гэта інжынерны прадукт з дрэва, які змяшчае некалькі пластоў вымярэнага піламатэрыяла, злучаных разам з трывалымі, устойлівымі да вільгаці клеяў. Глюлам -бэлькі ўніверсальныя і могуць вырабляцца ў розных формах і памерах, уключаючы выгібы і аркі, прапаноўваючы архітэктарам значную дызайнерскую гнуткасць. Суадносіны высокай трываласці і вагі Glulam дазваляе больш працяглыя пралёты без прамежкавых апор, што выгадна ў дызайнах з адкрытым планам, які часта назіраецца ў сучасных шматпавярховых будынках.

Даследаванні паказваюць, што бэлькі глулам могуць дасягнуць трываласці, супастаўнай і нават пераўзыходзячых сталі пры вымярэнні па трываласці на адзінку вагі. Гэта робіць Glulam прывабным варыянтам для структурных элементаў у шматпавярховай канструкцыі, асабліва ў спалучэнні з іншымі матэрыяламі ў гібрыдных сістэмах.

Структурныя ўласцівасці і прадукцыйнасць

Жыццяздольнасць драўніны ў шматпавярховых будынках залежыць ад яго структурных характарыстык пры розных нагрузках і ўмовах. Ключавыя ўласцівасці ўключаюць трываласць, калянасць, пажар і трываласць.

Сіла і калянасць

Інжынерныя прадукты з драўніны прапануюць пашыраныя механічныя ўласцівасці за кошт зніжэння натуральных недасканаласці. Дэфекты, такія як вузлы і нераўнамернае зерне, мінімізуюцца ў працэсе вытворчасці, што прыводзіць да больш раўнамерных і прадказальных характарыстык. Сучасныя метады ацэнкі сілы, у тым ліку машыннае стрэсавае рэйтынг і акустычная ацэнка, пераканайцеся, што кампаненты з драўніны адпавядаюць строгім стандартам.

Даследаванні паказалі, што CLT і Glulam могуць эфектыўна несці нагрузкі, звязаныя з шматпавярховымі будынкамі. Напрыклад, у даследаванні, апублікаваным у часопісе будаўнічай інжынерыі, падкрэсліваецца, што панэлі CLT праяўляюць высокую плоскасць і па-за плоскасцю, што робіць іх прыдатнымі для нагрузачных сцен і дыяфрагмаў у шматпавярховых структурах.

Пажарная ўстойлівасць

Насуперак агульнапрынятым успрыманне, драўніна можа добра працаваць у пажарных умовах з -за яго прадказальнага паводзін абгалоўлення. Пры ўздзеянні агню на паверхні ўтвараецца пласт Char, ізалюючы ўнутраную драўніну і запавольваючы хуткасць гарэння. Гэтая характарыстыка дазваляе вялікім членам драўніны падтрымліваць структурную цэласнасць даўжэй, чым неабароненая сталь, якая можа хутка страціць трываласць пры высокіх тэмпературах.

Пажарная ўстойлівасць можа быць дадаткова павышана з дапамогай праектных стратэгій, напрыклад, па небарытах структурных элементаў для ўліку абгорткі або прымянення лячэння пажару. Выкананне пажарных кодэксаў дасягаецца выкананнем выпрабаванняў на пажарную ўстойлівасць і прытрымліваючыся прадпісальных патрабаванняў да дызайну, выкладзеных у будаўнічых правілах.

Даўгавечнасць і экалагічная ўстойлівасць

На трываласць драўніны ўплываюць такія фактары, як вільгаць, насякомыя і грыбы. Інжынерныя вырабы з дрэва вырабляюцца ў кантраляваных умовах, памяншаючы ўтрыманне вільгаці і інгібіруе рост распаду арганізмаў. Ахоўныя пакрыцці і кансерванты могуць павысіць устойлівасць да фактараў навакольнага асяроддзя, пашыраючы тэрмін службы брусавых канструкцый.

Акрамя таго, правільная дэталізацыя дызайну, напрыклад, уключэнне належнай вентыляцыі і пазбягання пасткі вады, мае вырашальнае значэнне для прадухілення праблем, звязаных з вільгаццю. Выкарыстанне бар'ераў вільгаці і кантраляваных дрэнажных сістэм яшчэ больш абараняе кампаненты драўніны ў шматпавярховых будынках.

Тэматычныя даследаванні шматпавярховых драўніны

Некалькі піянерскіх праектаў па ўсім свеце паспяхова выкарыстоўвалі драўніну ў шматпавярховым будаўніцтве, дэманструючы яе мэтазгоднасць і выгады.

Mjøstårnet, Нарвегія

Стоячы на ​​85,4 метра, Mjøstårnet-гэта 18-павярховы будынак змешанага выкарыстання ў Брумунддале, Нарвегія, завершаны ў 2019 годзе. Ён адрознівае сябе адным з самых высокіх будынкаў з драўніны ў свеце. У структуры выкарыстоўваюцца слупкі і бэлькі глулам, сцены CLT і падлогі, дэманструючы магчымасці драўніны ў высокім узроўні. Будынак адпавядае ўсім патрабаванням структурнай і пажарнай бяспекі, уключыўшы спрынкерныя сістэмы і стратэгічна размешчаныя ўстойлівыя да пажару матэрыялы.

Вежа Хоха, Аўстрыя

Вежа Hoho ў Вене-гэта 24-павярховы будынак, які дасягае 84 метраў у вышыню, завершаная ў 2019 годзе. З гібрыднай будаўнічай сістэмай ён спалучае ў сабе драўніну з бетонам для аптымізацыі прадукцыйнасці. Прыблізна 75% структуры складае драўніну, што значна зніжае выкіды вугляроду будынка. Выкарыстанне зборных модуляў драўніны дазволена для хуткага будаўніцтва, прычым адзін паверх завяршаецца раз у шэсць дзён.

Brock Commons Tallwood House, Канада

Размешчаны ў Універсітэце Брытанскай Калумбіі, Дом Brock Commons Tallwood House-гэта 18-павярховая студэнцкая рэзідэнцыя, завершаная ў 2017 годзе. Будынак выкарыстоўвае гібрыдную сістэму з плітамі CLT-падлогі і слупамі глюлам, падтрыманай бетонным ядром для бакавой стабільнасці. Працэс будаўніцтва быў надзвычай хуткім, прычым канструкцыя з драўніны ўзведзена ўсяго за 70 дзён. Праект прадэманстраваў значнае зніжэнне выкідаў парніковых газаў у параўнанні з традыцыйнай канструкцыяй бетону.

Праблемы і абмежаванні

Нягледзячы на ​​дасягненні і паспяховыя праекты, неабходна вырашыць некалькі праблем, каб цалкам рэалізаваць патэнцыял драўніны ў шматпавярховым будаўніцтве.

Нарматыўныя перашкоды

Будаўнічыя нормы і правілы могуць ствараць значныя праблемы, паколькі многія былі распрацаваны з улікам традыцыйных матэрыялаў і не могуць размяшчаць інавацыйныя тэхналогіі з драўніны. Адсутнасць стандартызаваных кіруючых прынцыпаў для шматпавярховых будынкаў патрабуе ад праектаў, якія могуць быць працаёмкімі і дарагімі. Прыводзяцца намаганні для абнаўлення кодаў, такіх як уключэнне Міжнароднага будаўнічага кодэкса вышэйшых масавых будынкаў драўніны, але шырокае прыняцце паступовае.

Успрыманне і прыняцце рынку

Часта існуе скептыцызм у дачыненні да прадукцыйнасці Timber, асабліва да пажарнай бяспекі і даўгавечнасці. Навучанне зацікаўленых бакоў пра ўласцівасці інжынернага дрэва і вынікі навуковых даследаванняў мае вырашальнае значэнне. Дэманстрацыя паспяховых тэматычных даследаванняў і прадастаўленне празрыстых дадзеных можа дапамагчы змяніць успрыманне і стымуляваць больш шырокае прызнанне ў галіны.

Ланцужок паставак і наяўнасць матэрыялаў

Наяўнасць якасных інжынерных вырабаў з дрэва залежыць ад добра развітай ланцужкі паставак. У рэгіёнах, дзе такія галіны не ўсталёўваюцца, матэрыялы пошуку могуць быць складанымі. Інвестыцыі ў мясцовыя вытворчыя магутнасці і кваліфікаваную працу неабходныя для падтрымання росту будаўніцтва драўніны.

Інтэграцыя з будаўнічай сталёвай апалубнасцю будынка

Будаўніцтва шматпавярховых будынкаў часта выгадна ад гібрыднага падыходу, спалучаючы драўніну з іншымі матэрыяламі, такімі як сталь і бетон. Выкарыстанне Будаўнічая сталёвая апалубства ў гэтым працэсе з'яўляецца неад'емнай часткай. Сталёвая апалубнасць забяспечвае неабходную падтрымку для ліцця бетонных кампанентаў, такіх як ядра і асновы, якія дапаўняюць структуру драўніны.

Перавагі сталёвай апалубкі ў брусах

Сталёвая апаратура прапануе трываласць, даўгавечнасць і дакладнасць, якія неабходныя для якаснай бетоннай аздаблення і структурнай цэласнасці. Яго модульны характар ​​дазваляе забяспечыць гнуткасць у дызайне і эфектыўнай зборцы і разборцы. Пры будаўніцтве гібрыдных будынкаў сталёвая апаратура забяспечвае дакладнае ўтварэнне бетонных элементаў, якія бесперашкодна ўзаемадзейнічаюць з кампанентамі з драўніны.

Напрыклад, выкарыстанне сталёвай апалубкі ў фарміраванні бетонных ядраў павышае бакавую ўстойлівасць будынка, што асабліва важна ў шматпавярховых структурах, якія падвяргаюцца ветру і сейсмічным сілам. Спалучэнне лёгкіх уласцівасцей Timber з масай бетону і калянасці прыводзіць да аптымізаванай структурнай працы.

Тэматычнае даследаванне: метады гібрыднага будаўніцтва

У будаўніцтве дома Brock Commons Tallwood, інтэграцыя драўніны з бетонам і сталі была галоўнай. Бетонныя стрыжні былі пабудаваны з выкарыстаннем перадавых сталёвых апартаментаў, забяспечваючы дакладнасць і структурную надзейнасць. Затым драўняныя падлогі і калоны былі эфектыўна ўсталяваны, скарыстаючыся хуткасцю зборных кампанентаў з драўніны.

Супрацоўніцтва паміж рознымі будаўнічымі сістэмамі падкрэслівае важнасць сталёвай апалубкі ў дасягненні неабходных допуску і выраўноўвання, неабходных у шматпавярховых будынках. Гэта таксама дэманструе, як Будаўнічая сталёвая апалубства ўносіць у сябе паспяховую інтэграцыю драўніны і бетону.

Экалагічныя і эканамічныя меркаванні

Экалагічныя перавагі выкарыстання драўніны ў будаўніцтве важныя. Дрэва - гэта аднаўляльны рэсурс, а лясы ўстойліва могуць секвестраваць вуглякіслы газ з атмасферы. Будынкі з драўніны дзейнічаюць як крамы вугляроду, замыкаючы вуглярод для жыцця канструкцыі.

Зніжэнне выкіду вугляроду

Даследаванні па ацэнцы жыццёвага цыкла паказалі, што будынкі з драўніны могуць мець значна меншы след вугляроду ў параўнанні з тымі, што пабудаваны са звычайнымі матэрыяламі. Вытворчасць сталі і бетону з'яўляецца энергетычнай і стварае значныя выкіды парніковых газаў. Замена гэтых матэрыялаў з драўніны, дзе гэта магчыма, можа спрыяць глабальным намаганням па змякчэнні змянення клімату.

Эканамічная эфектыўнасць

Збор кампанентаў драўніны прыводзіць да больш хуткага часу будаўніцтва і зніжэння выдаткаў на працу. Вытворчасць дакладнасці ў кантраляваных умовах мінімізуе адходы і паляпшае якасць. Кароткі графік будаўніцтва зніжае выдаткі на фінансаванне і дазваляе больш раннім размяшчэнню, павышаючы агульную эканамічную жыццяздольнасць праекта.

Больш за тое, больш лёгкая маса брусоў можа паменшыць патрабаванні падмурка, што прывядзе да эканоміі выдаткаў, асабліва на месцах з дрэннымі ўмовамі глебы. Прастата мадыфікацыі і адаптацыі будынкаў драўніны таксама можа падоўжыць свой тэрмін службы, забяспечваючы доўгатэрміновыя эканамічныя выгады.

Будучыя перспектывы і інавацыі

Будучыня драўніны ў шматпавярховым будаўніцтве выглядае шматспадзеўна, і пастаянныя даследаванні і тэхналагічныя распрацоўкі гатовыя пераадолець існуючыя праблемы. Інавацыі ў матэрыялазнаўства, напрыклад, распрацоўка мадыфікаваных вырабаў з дрэва з узмоцненымі ўласцівасцямі, пашыраюць магчымасці выкарыстання драўніны.

Тэхналагічны прагрэс

Новыя тэхналогіі, такія як гібрыдныя кампазіты з драўніны і нанацелюлозныя матэрыялы, прапануюць павышаную трываласць, даўгавечнасць і пажарную ўстойлівасць. Інструменты лічбавага дызайну і мадэляванне інфармацыі пра будаўніцтва (BIM) палягчаюць планаванне і каардынацыю складаных структур з драўніны, зніжаючы памылкі і аптымізацыю выкарыстання рэсурсаў.

Палітыка і стандартызацыя

Намаганні па абнаўленні будаўнічых нормаў і распрацоўцы міжнародных стандартаў для будаўніцтва драўніны-набіраюць сілу. Супрацоўніцтва паміж зацікаўленымі бакамі, даследчыкамі і нарматыўнымі органамі мае важнае значэнне для ўстанаўлення рэкамендацый, якія забяспечваюць бяспеку пры прасоўванні інавацый.

Адукацыя і навучанне

Інвестыцыі ў праграмы адукацыі і навучання для архітэктараў, інжынераў і будаўнічых спецыялістаў маюць вырашальнае значэнне. Павышэнне ведаў і навыкаў, звязаных з праектаваннем і будаўніцтвам драўніны, будзе падтрымліваць рост галіны і заахвоціць прыняцце лепшых практык.

Выснова

У заключэнне Timber з'явілася ў якасці жыццяздольнага матэрыялу для шматпавярховага будаўніцтва, дзякуючы значным поспехам у інжынерных вырабах з дрэва і будаўнічых тэхналогій. Хоць праблемы застаюцца, асабліва ў дачыненні да нарматыўных рамак і прыняцця рынку, паспяховыя праекты па ўсім свеце дэманструюць патэнцыял Timber. Інтэграцыя дадатковых сістэм, напрыклад, Будаўніцтва будаўнічай сталі , павышае эфектыўнасць будаўніцтва і канструктыўныя характарыстыкі.

Экалагічныя і эканамічныя перавагі драўніны ў спалучэнні з яго магчымасцямі эфектыўнасці робяць яго прывабным варыянтам для ўстойлівага гарадскога развіцця. Паколькі прамысловасць працягвае інавацыі і вырашаць існуючыя праблемы, Timber гатовы адыгрываць важную ролю ў фарміраванні скальцаў будучыні.