Могу ли се користити дрвна грађа за високе зграде?

Увођење

Дрво је био битан грађевински материјал за миленијума, цењен за своју доступност, обрадивост и природни естетски. Традиционално, његова употреба је ограничена на нискоинструке структуре због ограничења снаге и отпорности на животне факторе. Међутим, појава пројектованих дрвних производа и модерних техника изградње револуционирала је потенцијалне примене дрвета. Пресобно питање за архитете, инжењере и грађевинарске данас је: Да ли се користи дрва за високе зграде? Овај чланак се у току изводљивости дрвета у облику дрвета као примарног материјала у високој конструкцији, истраживањем унапређења у дрвној технологији, структурним разматрањима, регулаторним изазовима и интеграцији комплементарних система Грађевински грађевински челични оплат.

Историјска перспектива дрвета у грађевинарству

Кроз историју дрвна је била камен темељац изградње у различитим културама. Од традиционалних јапанских пагода, који су вековима имали земљотресе, на куће у оквиру дрвета, Дрво је показало изузетну отпорност када је правилно искоришћено. Ове историјске структуре приказују дуготрајност и трајност дрвета када су дизајниране и одржаване на одговарајући начин. Међутим, ограничења традиционалног дрвета, као што је осетљивост на пожар, пропадање и ограничене структурне капацитете, историјски су ограничили употребу у високим апликацијама.

Напредно у технологији дрвета

21. век је сведочио значајним унапређењем у технологији дрвета, посебно са развојем продуката у дрва. Ове иновације се баве традиционалним ограничењима дрвета, унапређивање својих структурних способности и проширивши своју подобност за веће и више структура.

Преко ламинирано дрво (ЦЛТ)

Укрштено дрво је револуционарни производ који се састоји од више слојева чврстих резаних плоча одложених попрекод укрштених и повезаних заједно са структуралним лепковима. Ова прекривање пружа димензионалну стабилност, чврстоћу и ригидност, чинећи Цлт панеле идеалне за зидове, подове и кровове у стамбеним и пословним зградама. Студије су показале да Цлт панели показују одличне сеизмичке перформансе због своје светлосне тежине и флексибилности, чинећи их погодним за употребу у регионима који су предње стране земљотреса.

Термичке перформансе ЦЛТ-а је још једна значајна предност. Природна изолациона својства дрвета доприносе енергетски ефикасним зградама, смањујући трошкове грејања и хлађења. Поред тога, ЦЛТ панели могу бити монтажни ван места са високом прецизношћу, смањујући време изградње и трошкова рада.

Лепљени ламинирани дрвени дрвени (глулам)

Залепљени ламинирани дрвени дрвени, обично познат као глулам, је продукт од дрвета који садржи више слојева димензионираног дрвета који се спуштају заједно са издржљивим лепилама отпорним на влагу. Глуламске греде су свестране и могу се произвести у различитим облицима и величинама, укључујући кривуље и лукове, нудећи архитекти значајне флексибилности дизајна. Глуламов висок однос снаге до тежине омогућава дужим распонима без средњих носача, што је корисно у дизајниранцима отвореног плана који су често виђени у модерним високим зградама високе установе.

Истраживање указује да глуламске греде могу постићи снагу упоредиво или чак надићите челиком када се мери у погледу снаге по јединици тежине. То чини глулам атрактивном опцијом за структурне елементе у високоинструктурирању, посебно у комбинацији са другим материјалима у хибридним системима.

Структурна својства и перформансе

Одрживост дрвета у високим зградама зависи од својих структурних перформанси у различитим оптерећењима и условима. Кључна својства укључују снагу, укоченост, отпорност на пожар и издржљивост.

Снага и укоченост

Производи од инжењераних дрвета нуде побољшана механичка својства због смањења природних несавршености. Дефекти попут чворова и неравномерног зрна минимизирају се кроз процес производње, што резултира једиљним и предвидљивијим перформансама. Технике савремене снаге, укључујући машинско рејтинг стреса и акустичку процену, осигуравају да дрвне компоненте испуњавају ригорозне стандарде.

Студије су показале да Цлт и Глулам могу ефикасно да носе оптерећења повезане са високим зградама. На пример, студија објављена у часопису Структурно инжењеринг истакнула је да ЦЛТ панели показују високу особу у равни и ван нивоа, чинећи их погодним за носеће зидове и дијафрагме у вишеспратним структурама.

Отпорност на ватру

Супротно уобичајеним перцепцијама, дрво може да се чини добро под ватрогасним условима због предвидљивег понашања у црнце. Када се изложи ватри, чине се на површини, изолирајући унутрашњост дрвета и успоравање стопе сагоревања. Ова карактеристика омогућава великим дрвеним члановима да одржавају структурни интегритет дужи од незаштићеног челика, што може брзо да изгуби снагу на високим температурама.

Отпорност на ватру се може додатно побољшати кроз дизајнерске стратегије, попут превеликих структурних елемената за чињење пурњака или наношења третмана ватрогасца. Поштивање ватрогасних кодекса постиже се вршењем тестова отпорности на пожар и придржавање прописаних захтева за дизајном наведеним у грађевинским прописима.

Трајност и отпорност на животну средину

Дутрајност дрвета утиче фактори као што су влага, инсекти и гљивице. Производи од инжењераних дрвета произведени су под контролисаним условима, смањујући садржај влаге и инхибирање раста организми пропадања. Заштитни премази и конзерванси могу побољшати отпорност на факторе животне средине, продужавајући животни век дрвних структура.

Поред тога, правилно детаљно описани дизајн, попут укључивања адекватне вентилације и избегавање замки за воду, је критично у спречавању питања везаних за влагу. Употреба баријера влаге и контролисане одводне системе даље штити дрвне компоненте у високим зградама.

Студије случаја високих дрвних зграда

Неколико пионирских пројеката широм света успешно је користило дрво у високој конструкцији, показујући своју изводљивост и користи.

МЈØСТАРНЕТ, Норвешка

Стојећи на 85,4 метра, МЈØСТАРНЕТ је зграда мешовите употребе 18 приче у Брумунддалу, Норвешка, завршена у 2019. години. Држи разлику да је једна од највиших дрвних зграда на свету. Структура користи глулам ступце и греде, зидове, ЦЛТ-ове, подове, приказује могућности дрвета у високом контексту. Зграда задовољава све структурне и ватрогасне захтеве, уграђујући системе прскања и стратешки постављене ватроотпорне материјале.

Хохо Товер, Аустрија

Хохо торањ у Бечу је 24-приче зграда која достиже 84 метра у висини, завршена у 2019. години. Са хибридним грађевинским системом, комбинује дрво са бетоном да оптимизира перформансе. Отприлике 75% структуре је дрво, значајно смањујући угљенични отисак зграде. Употреба монтажних дрвних модула дозвољена је за брзу конструкцију, а један спрат је завршен сваких шест дана.

Броцк Цоммонс Таллвоод Хоусе, Канада

Смјештен на Универзитету у Бритисх Цолумбиа, кућа Броцк Цоммонс Тинвоод је пребивалиште 18-приче завршено у 2017. години. Зграда користи хибридни систем са ЦЛТ подним плочама и глулам стубовима, подржаним бетонским језмерима за бочну стабилност. Процес изградње био је изузетно брз, са дрвеном структуром постављеном за само 70 дана. Пројекат је показао значајно смањење емисија гасова са ефектом стаклене баште у поређењу са традиционалном конструкцијом бетона.

Изазови и ограничења

Упркос унапређењима и успешним пројектима, потребно је решити неколико изазова у потпуности остваривање потенцијала дрвета у високој конструкцији.

Регулаторне препреке

Грађевински кодекси и прописи могу представљати значајне изазове, што се многи развијало са традиционалним материјалима на уму и можда не могу да прими иновативне радио-технологије. Недостатак стандардизованих смерница за дрвне индустрије, захтева одобрења специфична за пројекат, што може бити дуготрајно и скупо. У току су напори за ажурирање кодова, као што је међународни уврштавање грађевинских зграда у грађевинском кодексу, али је постепено раширено усвајање.

Перцепција и прихватање тржишта

Често постоји скептицизам у вези са перформансама дрвета, посебно у вези са заштитом од пожара и издржљивости. Образовање заинтересованих страна о својствима пројектованог дрвета и резултати научних студија је пресудно. Демонзимање успешних студија случаја и пружање транспарентних података може помоћи перцепцијама пребацивања и подстицање ширег прихватања у индустрији.

Ланац снабдевања и доступност материјала

Доступност висококвалитетних производа од дрва од дрвета зависи од добро развијеног ланца снабдевања. У регионима у којима се такве индустрије нису успостављене, материјали за набавку могу бити изазовни. Улагање у локалне производне погоне и обуку квалификовани рад је неопходан за подршку расту конструкције високе раста дрвета.

Интеграција са грађевинским грађевинским челичним оплатом

Изградња високих зграда често има користи од хибридног приступа, комбинујући дрво са другим материјалима попут челика и бетона. Употреба Грађевински грађевински челични оплат је интеграл у овом процесу. Челична оплата пружа потребну подршку за ливење бетонских компоненти, као што су језгра и темељи, што допуњују структуру дрвета.

Предности челичне оплате у дрвеним зградама

Челична оплата нуди снагу, издржљивост и прецизност, која су од суштинског значаја за висококвалитетне бетонске завршне обраде и структурни интегритет. Његова модуларна природа омогућава флексибилност у дизајну и ефикасној монтажи и демонтази. Приликом изградње хибридних зграда, челична оплата осигурава тачну формирање бетонских елемената који неприметно интерфејс са дрвама.

На пример, употреба челичних оплате у формирању бетонских језгра појачава бочну стабилност зграде, што је посебно важно у високоиздршљивим структурама подвргнутим ветру и сеизмичким снагама. Комбинација лаганих својстава дрвета са бетоном масом и крутости резултира оптимизованим структурним перформансама.

Студија случаја: Хибридне грађевинске технике

У изградњи Броцка Цоммонс Тинвоод Хоусе, интеграција дрвета са бетоном и челиком била је кључна. Бетонске језгре су изграђене користећи напредне системе челичне оплате, осигуравајући прецизност и структурну робусност. Дрвени подови и стубови тада су ефикасно инсталирани, капитализујући брзину монтажних дрвних компоненти.

Сарадња различитих грађевинских система наглашава важност челичне оплате у постизању потребних толеранција и поравнања потребних у високим зградама. Такође показује како Грађевински грађевински челични оплат доприноси успешној интеграцији дрвета и бетона.

Еколошка и економска разматрања

Предности заштите животне средине у грађевинарству је значајна. Дрво је обновљиви ресурс, а одрживо управљане шуме могу секвенционисати угљен диоксид из атмосфере. Грађевине дрвета делују као продавнице угљеника, закључавање угљеника за живот структуре.

Смањење отиска угљеника

Студије процјене животног циклуса показале су да дрвне зграде могу имати знатно нижи отисак угљеника у поређењу са онима који су изграђени конвенционалним материјалима. Производња челика и бетона је енергетски интензивна и ствара значајне емисије гасова са ефектом стаклене баште. Замена ових материјала дрвом у којој је изводљива може допринети глобалним напорима да ублажи климатске промене.

Економска ефикасност

Префарство дрвних компоненти доводи до бржег времена изградње и смањене трошкове рада. Прецизна производња у контролисаним окружењима минимизира отпад и побољшава квалитет. Краћи распоред грађевине смањује трошкове финансирања и омогућавају ранију заузетост, унапређивање укупне економске одрживости пројекта.

Штавише, лакша тежина дрвних структура може смањити захтеве за основама, што доводи до уштеде трошкова, посебно на локацијама са лошим условима тла. Једноставност модификације и прилагодљивости дрвних грађевина такође могу продужити свој користан живот, пружајући дугорочне економске користи.

Будуће Оутлоок и иновације

Будућност дрвета у високој градњи изгледа обећавајуће, са текућим истраживачким и технолошким кретањима спремним да превазиђу постојеће изазове. Иновације у науци о материјалима, као што су развој модификованих дрвних производа са побољшаним својствима, шири се могућности употребе дрвета.

Технолошка напредњака

Технологије у настајању попут хибридних композита на дрвеним дрвима и нано-целулозни материјали нуде побољшану снагу, издржљивост и отпорност на пожар. Дигитални алати за дизајн и моделирање информација о изградњи (БИМ) олакшавају сложене планирање и координацију дрвних структура, смањење грешака и оптимизације употребе ресурса.

Политика и стандардизација

Напори на ажурирању грађевинских кодова и развијање међународних стандарда за конструкцију високе раста дрвета добијају замах. Сарадња међу индустријским заинтересованим странама, истраживачима и регулаторним телима од суштинског је значаја за утврђивање смерница које обезбеђују сигурност током промоције иновације.

Образовање и обука

Улагање у програме образовања и обуке за архитете, инжењере и грађевинске професионалце је пресудно. Повећавање знања и вештина везаних за дизајн и изградњу дрвета ће подржати раст индустрије и подстицати усвајање најбољих пракси.

Закључак

Закључно, дрво је произашло као одржив материјал за високу конструкцију, захваљујући значајним унапређењима у пројектованим дрвеним производима и грађевинским технологијама. Иако изазови остају, посебно у вези са регулаторним оквирима и прихватањем тржишта, успешни пројекти широм света показују потенцијал дрва. Интеграција комплементарних система, као што је Грађевински грађевински челични оплат , појачава ефикасност и структурне перформансе.

Еколошке и економске користи од дрвета, у комбинацији са својим могућностима перформанси, чине га атрактивном опцијом одрживог урбаног развоја. Како индустрија и даље иновира и решава постојеће изазове, дрво је спремно да игра значајну улогу у обликовању Скилинес будућности.