استخدام الأخشاب في تصميم المباني

التقدم إلى القرن الحادي والعشرين حيث يتيح للمهندسون المعماريون استكشاف وتقديم عدد متزايد من الأساليب المستدامة للعمارة وصناعة البناء. ومن هذه الأساليب استخدام الأخشاب في تصميم المباني .

في حين سبق استخدام الخرسانة والصلب بشكل كبير في جميع أنحاء صناعة البناء والتشييد ، بدأ المهندسون المعماريون الآن في إدراك أهمية التقنيات الجديدة ، مثل الأخشاب ، واستخدامها لأغراض البناء والاستدامة وأغراض فعالة من حيث التكلفة.

ربما البعض يقول أن استخدام الأخشاب في تصميم المباني مثير للسخرية بالنظر إلى أن الأخشاب يمكن القول إنها أقدم مواد البناء. لكن الابتكارات الجديدة في تصميم الأخشاب الهيكلية ألهمت مجموعة من خطط دفع الحدود للمواد القديمة ، بما في ذلك كل شيء من الجسور إلى ناطحات السحاب. والأهم من ذلك ، أن هذه التصاميم تسير على الطريق الصحيح نحو تحقيقها ، وهي تتوافق مع قوانين البناء التي يرى الكثيرون (عن طريق الخطأ) أنها مقيدة لدرجة الاستحالة.

في مسابقة دولية أخيرة ، تم اختيار المهندسين المعماريين جيل ريتسين وستيفان ماركوس ألبريشت ، من بين 20 متسابقًا لنهائيات كأس العالم Meistersingerhalle في نورمبرغ بألمانيا. تعاون المهندسون المعماريون مع مهندسي Bollinger-Grohmann ، ومهندسي المناخ عبر الأقطاب ، والمتخصصين في الصوت مثل مشروعات المسرح ، لتصميم ما سيكون أول مبنى في قاعة للحفلات الموسيقية في العالم يتم بناؤه باستخدام الأخشاب المتقاطعة  (cross laminated timber  ) CLT  في نورمبرغ

تقع قاعة الحفلات الموسيقية في منطقة بافاريا بألمانيا ، والتي تُعرف بأنها واحدة من أكبر مناطق الغابات في أوروبا ، حيث توفر أنواعًا من الأخشاب لأغراض البناء. سمح هذا الموقع المناسب للمواد من المشروع أن يكون مصدرها محليا وذو كفاءة . سيتم تصنيع الأخشاب خارج الموقع في إعداد المصنع وسيتم نقلها خلال مرحلة البناء إلى الموقع ، مما ينتج عنه تجميع سريع لألواح CLT وضمان عملية بناء فعالة من حيث التكلفة والوقت. سيتم إنتاج وحدات CLT الجاهزة المستخدمة للتصميم باستخدام آلات CNC والروبوتات الصناعية داخل المصنع.

يتكون شكل المبنى من كتلة عليا مصممة بوحدات CLT والطابق السفلي والقلب المصمم من الخرسانة. في حين كان من الممكن استخدام بناء الأخشاب في البداية ، فلا يزال هناك جدال في طريقة التفكير حول هذا الموضوع داخل الصناعة لأغراض الحرائق ، استمر التصميم عن كثب متسارع لبناء CLT ، وتمكن المهندسون  Bollinger Grohmann  من تحقيق 9 أمتار من الكبريتات إلى مساحات الردهة الرئيسية ، وعادة ما يتم تحقيقها فقط من خلال استخدام الفولاذ والخرسانة المسلحة. لتحقيق هذه النتيجة ، استخدم المهندسون تفاصيل مبتكرة لوصلة الأكمام في الواجهة الزجاجية التي تمتص وتصنع وتحرك بنية الأخشاب على مدار فترة زمنية.

يوجه برنامج المبنى نفسه حول قاعة الحفلات المركزية وهو مصمم من الداخل إلى الخارج،  قاعة الحفلات الموسيقية هي المعيار لبرنامج المبنى وهيكله ، بدءًا من الإطارات الخشبية الكبيرة التي تتجه إلى الخارج وتؤطر مساحات الدعم واللوبيات. يمكن فهم النتيجة المعمارية على أنها مجموعة متجانسة من الأخشاب ، حيث تتبع الجدران والسقوف والأعمدة نفس المنطق التنظيمي في جميع أنحاء المبنى. لمواصلة المنطق الداخلي والخارجي ، يتم إغلاق قاعة الحفلات بواجهة زجاجية ، مما يسمح بفهم المبنى من جميع الجهات ، مما يعرض عناصره الداخلية للجمهور.

و لأغراض العزل الصوتي ، عادة ما يتم تصميم قاعات الحفلات الموسيقية باستخدام نظام صندوق في صندوق. تشير طريقة البناء هذه عادةً إلى أن هيكل المبنى الرئيسي يصبح مستقلًا عن الهيكل الثانوي المعزول صوتيًا في المناطق المعرضة للضوضاء. طور الاستشاريون الصوتيون Theatre Projects نهجًا بديلًا حيث يتم إنشاء جدار مركب من طبقتين من ألواح CLT 150 ملم مع عزل الصوف الصخري المحصور بينهما. يتيح ذلك للكتلة الثقيلة من الأخشاب توفير نفس الجودة الصوتية وامتصاص الاهتزاز مثل الخرسانة.

من بين مجموعة من الهياكل الخشبية الجديدة البارزة MGA ( Michael Green Architectur)  مايكل جرين للهندسة المعمارية (مهندس معماري) ، قام مشروع في مينيابوليس  بكميات كبيرة من الأخشاب ،  تم الانتهاء منه في عام 2016. يتميز المشروع ، وهو عبارة عن هيكل عريض النافذة في وسط المدينة ، بأنه حطم الأسطورة القائلة بأن مشاريع الأخشاب الهيكلية لا يمكن أن تنتج المساحات المفتوحة التي تيسرها الهياكل الفولاذية إضافة إلى انخفاض نسبة الكربون في المبنى إذ يقدر انه أخف بنسبة 30% من الفولاذ و 60% أخف وزنا من الخرسانة.

أيضا في غرب وسط مدينة أتلانتا هناك مبنى من 7 طوابق  على ارتفاع 230 ألف قدم مربع ، وهو يعمل على مدار الساعة طيلة أيام الأسبو ك مكاتب ومطاعم ومتاجر ، في الداخل يجمع دفء الأخشاب الثقيلة مع وسائل الراحة الحديثة من الطراز الأول . سيتمكن المستأجرون من الوصول إلى المتاجرفي الطابق الأرضي ، ومناطق التعاون ، ومركز للياقة البدنية ، ومساحات خارجية في كل طابق ، وصالة على السطح. تم تسمية T3 West Midtown كأول تطوير بلاتيني معتمد سلكي جديد في أتلانتا .

إقرأ أيضاً: اعتبارات البيئة الصحية في تصميم المدن – هولندا

لكن في حين أن كلا الهيكلين يتباهيان بتصميم رائع وبيانات اعتماد الاستدامة ، إلا أن الأكثر إثارة للإعجاب لم يأت بعد. تقع جزيرة T3 Goose في شيكاغو ، وستكون (عند الاكتمال) أكبر هيكل للأخشاب الجماعية في الولايات المتحدة. سيتباهى مبنى المكاتب ذو الهيكل الخشبي هذا ، بالإضافة إلى مساحة مكتبية واسعة ، وتخزين الدراجات ، و 275 مكان لوقوف السيارات ، وتجارة التجزئة في الطابق الأرضي ، وصالات مشتركة ، ومركز للياقة البدنية ، وشرفات خاصة ، وتراس مشترك على السطح.