Các tòa nhà chọc trời bằng gỗ: Xu hướng xây dựng tương lai

01/04/2017 16:46
Các tòa nhà chọc trời bằng gỗ: Xu hướng xây dựng tương lai

Các tòa nhà chọc trời nên được xây dựng bằng bê tông hay gỗ? Bạn có thể xây dựng các tòa nhà cao tầng bằng gỗ không? Đó là những câu hỏi thường trực đối với ngành xây dựng trong thời gian gần đây. 

Trong những năm qua, đã xuất hiện xu hướng sử dụng gỗ là vật liệu thân thiện với môi trường. Một số kiến trúc sư tin rằng khi khai thác gỗ một cách có trách nhiệm thì đây là một trong các vật liệu xây dựng tốt nhất mà các kiến trúc sư và kỹ sư có được nhằm giảm khí thải nhà kính và lưu trữ carbon trong các tòa nhà. Trong xã hội ngày nay, chúng ta cần những giải pháp gắn liền với cuộc sống cũng như giải pháp xanh hơn trong môi trường tự nhiên. Do đó, các kiến trúc sư trên khắp thế giới đang tìm kiếm các vật liệu và thiết kế để xây dựng bền vững. 
Michael Charters đã lựa chọn gỗ làm vật liệu xây dựng thay cho thép và bê tông. Ông đã thiết kế nguyên mẫu tòa nhà chọc trời Big Wood (phía trên) mà sẽ có tổ hợp trường đại học bền vững, đa năng. Nguyên mẫu có một thư viện, công viên, tổ hợp khu thương mại bán lẻ và khu nhà ở. Công trình gỗ này sẽ có thể hấp thụ carbon và giảm ô nhiễm môi trường. 
Việc hấp thụ carbon dioxide hiện đang diễn ra ngay trong nguồn nguyên liệu. Sử dụng gỗ trong xây dựng sẽ loại bỏ sự cần thiết phải đầu tư thêm nguồn. Cấu trúc như vậy có thể hấp thụ carbon dioxide ngay trong gỗ. Cấu trúc gỗ có thể hấp thụ carbon dioxide từ không khí; thế nhưng, nó có thể tạo ra loại vật liệu rắn cho xây dựng. Một cấu trúc tự lan truyền từ gỗ khiến loại vật liệu này dễ dàng chiếm dụng và cho thêm vào. 
Vấn đề đầu tiên là gỗ dễ cháy hơn bê tông. Tuy nhiên, các kiến trúc sư có kế hoạch sử dụng gỗ ép tấm lớn (CLT), được làm từ gỗ khô dán. CLT có khả năng chịu lửa và chắc hơn đáng kể so với gỗ thông thường, là loại vật liệu lý tưởng cho các dự án xây dựng lớn. Luật xây dựng yêu cầu tất cả các công trình xây dựng phải đảm bảo độ an toàn bất kể sử dụng loại vật liệu nào. Việc xây dựng khung gỗ đã được chứng minh độ an toàn và hiệu quả phòng cháy. Gỗ nặng có lợi thế khi cháy vì chúng tạo thành than ở bên ngoài trong khi vẫn giữ được độ rắn chắc, làm chậm quá trình đốt cháy và có thời gian di chuyển khỏi tòa nhà. 
Trong khi các tòa nhà cao tầng ngày nay được xây dựng chủ yếu bằng các vật liệu không cháy như bê tông, thủy tinh và thép, những loại vật liệu bên trong các tòa nhà này có mức độ dễ cháy cao hơn, vì có khung gỗ và các vật liệu dễ cháy khác như lớp phủ sàn, tường và đồ nội thất. 
Tính chịu lửa của CLT có được nhờ “sự cháy âm ỉ thành than”. Khi gỗ cháy, sẽ xuất hiện một lớp than đen. Lớp than này trở thành một lớp cách điện ngăn ngừa sự gia tăng nhiệt lượng quá mức phần bên trong lõi không cháy của tấm gỗ. Đây là phần lõi không bị ảnh hưởng mà tiếp tục hoạt động trong khoảng thời gian chống cháy. 
Công trình cao tầng bằng gỗ có thể được thiết kế bảo vệ tối thiểu 2 giờ tương tự như hầu hết các quy định trong luật xây dựng hiện tại. Nghiên cứu cho thấy độ an toàn khi hỏa hoạn rất ít liên quan đến khả năng cháy của vật liệu xây dựng. Thay vào đó, nói chung vật liệu trong xây dựng và hành vi của con người trong nhà như hút thuốc, nấu ăn và bật lửa đều gây ra các mối nguy hiểm. Trên thực tế, hầu hết các trường hợp tử vong do hỏa hoạn đều do hít khói.
CLT luôn sẵn có tại Hoa Kỳ dù nó đã phổ biến ở châu Âu trong hai thập kỷ qua. CLT đơn giản về cấu trúc, cần thiết cho các tòa nhà, tiết kiệm chi phí, cũng như các lợi ích như lắp đặt nhanh, giảm chất thải, cải thiện hiệu suất nhiệt và linh hoạt trong thiết kế. Tất nhiên, các tòa nhà cao tầng sẽ không chỉ xây dựng bằng gỗ mà còn sử dụng các vật liệu kết cấu thông thường khác như bê tông, thép tích hợp với gỗ. 
Những tòa nhà lớn nhất thế giới, các khu liên hợp cao và đa tầng được chế tạo bằng thép, bê tông nén và các vật liệu có độ chắc khỏe cao. Với các bước tiến mới về công nghệ gỗ, thực tế hiện nay cho thấy việc sử dụng gỗ là thành phần chính chịu tải. Các sản phẩm xây dựng nói chung gồm CLT nơi các tấm gỗ cứng hoặc ma trận dăm mỏng hình thành các sản phẩm gỗ lớn. Các sản phẩm này có được cường độ qua quá trình cán, đặt các lớp sợi gỗ liên kết một góc 90° với lớp kia, dưới áp lực kết hợp các chất kết dính khác nhau. 
Các tòa nhà cao ốc bằng gỗ đã tồn tại từ hàng thế kỷ. Tại Nhật, có ngôi chùa được xây dựng 19 tầng bằng gỗ. Ngôi chùa này xây dựng cách đây 1400 năm và vẫn trường tồn đến ngày nay.
Ở London, cũng có tòa cao ốc 9  trên tầng là công trình nhà ở bằng gỗ cao nhất thế giới. Bao gồm nhà ở tư nhân với giá cả phải chăng, Murray Grove cung cấp 29 căn hộ. Công trình được lắp ráp bằng cách sử dụng hệ thống kết cấu tầng chéo độc đáo do KLH nước Áo tiên phong. Các tấm gỗ cứng CLT hình thành cấu trúc tổ ong của nền khung, tường chịu lực bằng gỗ, bao gồm tất cả các cầu thang và lõi nâng, với bản sàn gỗ, hình thành nên tòa gỗ cao nhất trên thế giới. 
Dự án LifeCycle Tower tại Áo dự kiến phát triển và chứng minh tính khả thi của hệ thống suất năng lượng gỗ để xây dựng công trình cao tầng tại các khu đô thị dày đặc. Sự khan hiếm nguyên liệu thép, vật liệu cách nhiệt và bê tông ngày càng tăng khiến gỗ trở thành lựa chọn tuyệt vời vì gỗ có tính trung hòa cacbon và 100% có thể tái tạo. Hơn 260 tấn C02 sẽ được lưu giữ trong vật liệu xây dựng, và 320 tấn khác được lưu lại thông qua việc sử dụng gỗ làm vật liệu thay thế cho các vật liệu xây dựng thông thường. 
Hai tầng đầu tiên gồm các khu vực bán lẻ và được xây dựng bằng bê tông cốt thép thông thường. Đây sẽ là phần lõi trung tâm và các cột ván gỗ dán (Glulam). Các sàn hỗn hợp gỗ-bê tông sẽ được sử dụng để đáp ứng yêu cầu về âm thanh và nhiệt. 
Gỗ phát triển nhờ có năng lượng mặt trời, chứa carbon dioxide và sẽ làm giảm lượng khí thải carbon thông qua việc sử dụng. Sản lượng thép chiếm 3% lượng phát thải khí nhà kính và sản xuất bê tông chiếm 5%. Bằng cách sử dụng gỗ, sáu tầng có thể dựng đứng đồng thời tối ưu hóa thời gian, sức mạnh và độ an toàn. 
Một ngành công nghiệp cũ có thể học những thủ thuật mới? Vẫn sẽ có luật xây dựng tồn tại mà không cho phép sử dụng gỗ để xây dựng các tòa nhà với độ cao nhất định. Cũng có ý kiến từ công luận cho rằng các tòa nhà bằng gỗ yếu hơn, nguy hiểm hơn và ít bền hơn. Và các nhà vận động hành lang do các công ty hóa chất và nhựa thuê để thực hiện chiến dịch chống lại việc sử dụng gỗ trong xây dựng, vì việc sử dụng gỗ chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh của họ. 
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thông thường không can thiệp vào kiến trúc, nhưng họ đã công khai về cuộc tranh cãi lên tới 1 triệu USD xây dựng các tòa nhà cao tầng bằng gỗ, và 1 triệu USD giúp giáo viên giảng dạy kiến trúc biết về nó. Có một sáng kiến  được đưa ra nhằm giúp nông dân tìm ra và tận dụng các cơ hội kinh tế như giúp các công ty chế biến gỗ phát triển và bán các sản phẩm gỗ công nghệ cao cho các kiến trúc sư, những người có thể chỉ định dùng thép và bê tông trong các công trình xây dựng cao hơn. 
Chúng ta có thể chỉ mới phát triển vật liệu cho nhà chọc trời kế đến theo cách riêng chúng ta. 
GỖ VIỆT số 87