تبریز فوری تبریز- مهراب محرابی‌نیا: با توجه به افزایش روزافزون جمعیت شهری در جهان و به تبع آن نیاز به مسکن بیشتر و از طرفی با در نظر گرفتن اینکه در عصر تغییرات آب و هوایی، نیاز به طراحی‌های پایدار شهری بیشتر به چشم می‌آید، از معماری چوبی می‌توان عنوان یکی از مدرن‌ترین و کارآمدترین راه‌های رسیدن به هدف پایداری شهرها یاد کرد. بحران انرژی امروزی نیازمند راهکارهایی مانند ساختمان‌هایی با انرژی مصرفی کمتر دارد؛ در این راه، چوب به عنوان یک ماده تجدیدپذیر می تواند راه جدیدی را ارائه دهد.

انتشار درصد عمده‌ای از ترکیبات آلاینده کربن در جهان به خاطر صنعت ساخت و ساز است. از زمان طراحی تا تولید مصالح و ساخت ساختمان، میزان تولید دی‌اکسیدکربن تاثیرات قابل توجهی بر محیط زیست می‌گذارد. این امر منجر به تلاش برای پیدا کردن نوآوری‌های پایدار ساخت و ساز شده است که نه تنها تولید این گاز را کاهش می‌دهند، بلکه موجب افزایش طول عمر ساختمان‌ها، کاهش هزینه‌های انرژی مصرفی و افزایش استفاده از نور طبیعی می‌شوند.

بیش از یک قرن است که کشورهای مختلف جهان رقابتی تنگاتنگ برای ساخت بلندترین ساختمان‌ها با استفاده از بتن و فولاد دارند. اما استفاده از چوب در ساختمان‌های بلندمرتبه شاید امری غیرمعمول به نظر می‌رسد. در حال حاضر، رقابت در ساخت ساختمان‌های بلند مرتبه چوبی از آمستردام گرفته تا توکیو، نگرانی‌های زیست محیطی فزاینده در استفاده از بتن را تحت‌الشعاع خود قرار داده است. در واقع این بار، رقابت به‌جای استفاده از بتن به چوب تبدیل شده است. برج‌های چوبی آن دسته از برج‌هایی هستند که ماده اصلی سازنده آنها چوب است، به‌طوری که روند رو به رشد و سریع تکمیل آسمان­خراش‌های چوبی در دنیا منجر به رونق بازار معماری پروژه‌های مبتنی بر استفاده از چوب شده است.

شاید در نگاه اول وقتی صحبت از ساختمان‌های چوبی می‌شود نگرانی‌های زیست محیطی و ایمنی به خاطر استفاده از چوب در ساخت و سازها به ذهن خطور کند. در این رابطه، تعدادی از گروه‌های زیست‌محیطی نگران تاثیر طولانی مدت چوب بر میزان دی‌اکسیدکربن موجود در جو هستند. آنها بر این باورند که چوب‌های استفاده شده باید بازیافتی باشند که این امر نیازمند این است که چوب‌ها تا پایان عمر ساختمان پوسیده نشوند. علاوه براین، نگرانی‌های زیادی در رابطه با قابلیت اشتعال چوب پس از آتش‌سوزی بزرگ در شیکاگو در سال ۱۸۷۱ وجود دارد. همچنین شاید خیلی از افراد به این نکته فکر کنند که در این صورت بسیاری از درختان درجنگل‌ها قطع می‌شوند.

با این تفاسیر، مهندسان و معمارانی که از این نوع معماری حمایت می‌کنند نمی‌خواهند از روش‌های قدیمی در ساخت ساختمان‌ها استفاده کنند که قبلاً بخاطر مشکلاتی از قبیل آتش‌سوزی استفاده از چوب کنار گذاشته شده بود و غیرایمن تصور می‌شد. بلکه در روش‌های جدید آنها سعی می‌کنند از چوب‌ها به روش مهندسی شده استفاده کنند.

با پیشرفت‌های سریع در چوب‌های مهندسی شده و همچنین با استفاده از کدهای ساختاری توسط کارشناسان ساخت‌وساز، سازه‌های چوبی در سرتاسر اروپا، کانادا، آمریکا و مناطق مختلف آسیا - اقیانوسیه در حال رشد هستند. سازه‌هایی که با چوب طراحی می‌شوند وزن سبک‌تری دارند، به مواد کمتری نیاز دارند و در مقایسه با فولاد و بتن تاثیرات کمتری بر روی محیط زیست می‌گذارند. نسل جدید محصولات چوبی شامل الوار لایه‌ای متقاطع (CLT) و چوب‌های لمینت شده با چوب (NLT) و چوب‌های لمینت (چند لایه) به هم چسبیده به نام glulam هستند که به عنوان توده انبوه الوار شناخته شده‌اند، استحکام و قدرت بالایی داشته و این امر سبب شده چوب به عنوان جایگزینی مناسب برای فولاد یا بتن در کارهای ساخت و ساز قلمداد شوند. الوار ساختمانی از بتن سبک‌تر بوده و به کاهش صدمات در زلزله می‌انجامد و به جذابیت دکوراسیون داخلی نیز می‌افزاید. اما رایج‌ترین فرم چوب انبوه که منجر به ورود احتمالات معماری شده است الوار لایه ای متقاطع (CLT) است. چوب با لایه‌های متقاطع (CLT) می‌تواند برای ساخت طبقات، دیوارها و سقف‌ها بکار برده شود. بلندترین ساختار چوب انبوه در جهان که در ۱۸ طبقه و بیش از ۲۸۰ فوت است، اخیراً در کشور نروژ ساخته شد؛ برج چوبی ۸۰ طبقه برای شیکاگو متصور می‌شود.

وقتی که درختان رشد می‌کنند کربن را جذب می‌کنند، بدین معنی که حتی پس از فرایند تولید، چوب‌های مهندسی شده دارای کربن خنثی بوده که این به نوبه خود از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با ساخت سازه‌های چوبی این امکان وجود دارد که کربن دی‌اکسید از هوا گرفته شده و در ساختمان‌ها ذخیره شوند. مقاومت و استحکام بالا در کنار ویژگی اصلی چوب یعنی سبک بودن وزن آن و از همه مهم‌تر میزان آلایندگی بسیار پایینی که چوب‌ها دارند باعث شده که این عنصر طبیعی محبوبیت بالایی بین برج‌سازان و معماران داشته باشد. به طوری که به اذعان خیلی از کارشناسان حوزه ساخت و ساز، آینده معماری را ساختمان‌های چوبی تشکیل می‌دهند. و البته هر چه مطالعات و تحقیقات در این زمینه بیشتر می‌شود، ویژگی‌های این ماده برای ساخت و ساز برج‌ها بیشتر و بیشتر نمود پیدا می‌کند. ساخت برج‌های اداری، پل ها و فرودگاه‌ها و بزرگراه‌ها در بین کشورهای مختلف جهان رو به بهبود است.

بر اساس مطالعات جنگل‌داری و زیست‌محیطی مدرسه Yala تولید فولاد، بتن و آجر ۱۶ درصد مصرف سوخت‌های فسیلی را تشکیل می‌دهند و اگر حمل ونقل و مونتاژ مصالح در نظر گرفته شود این رقم تا ۳۰ درصد هم افزایش می‌یابد.

حامیان محیط زیست می‌گویند: "بتن همچنین مقصر استخراج فراوان شن است که بطور روزافزون خسارت زیادی به محیط زیست و معیشت مردم جهان به‌خصوص در جنوب شرقی آسیا وارد کرده است. علاوه بر این، فراوانی بتن منجر به افزایش سیل‌های شهری شده و شهرها را گرم کرده‌اند".

جان هاردی (John Hardy) کارشناس پایداری در بالی اندونزی می‌گوید: "این علاقه قطعاً از نگرانی‌های زیست‌محیطی نشات می‌گیرد، میزان خسارتی که ما از بابت استفاده از بتن انجام می‌دهیم باور نکردنی است". وی همچنین اضافه می‌کند که بامبو و چوب جزو مصالحی هستند که انتشار کربن را کاهش می‌دهند.

اندی بوچنان (Andy Buchanan) استاد طراحی چوب از دانشگاه کانتربری در نیوزلند می‌گوید: "برعکس بتن، چوب نیازمند سوخت فسیلی کمتر برای حمل و نقل و مونتاژ بوده و بطور موثر میزان زیادی از کربن را ذخیره می‌کند. از این طریق منجر به کاهش انتشار کربن در جو می‌شود".

 وی همچنین اظهار می‌دارد که هر متر مکعب از چوب که در ساخت و ساز استفاده می‌شود بالای ۹۰۰ کیلوگرم (۲۰۰۰پوند) دی‌اکسیدکربن را ذخیره می‌کند. این به معنای کاهش ۱۳۵-۳۶۰ کیلوگرمی دی‌اکسیدکربن در هر متر مکعب است.

با توجه به اینکه ساختمان‌های چوبی هر روز محبوب‌تر می‌شوند معایب دیده شده از قبیل امنیت ساختمان در مقابل آتش، عملکرد لرزه‌ای، پایداری و استحکام با بررسی آزمایشات صورت گرفته، طراحی خوب و بکارگیری فن‌آوری‌های به‌روز شده مرتفع می‌شوند.

برای نمونه، برای مقابله با خطر آتش‌سوزی، آزمایش‌های متعددی برای تست قابلیت اشتعال الوارهای چوبی انجام شده که نشان داده شده است که چوب‌های مهندسی شده به دلیل ضخامت بیشتر مقاومت بالایی در مقابل آتش دارند. زمانی که چوب انبوه در معرض آتش قرار می‌گیرد لایه بیرونی آن روند سوختن را کند می‌کند و یک سد محافظ برای هسته ایجاد می‌کند. با حصول نتایج این آزمایشات به این نتیجه رسیده شده است که چوب انبوه کارایی مقبول‌تری در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی دارد. ولی مشکل دیگری که وجود دارد این است که هرچه قدر این ساختمان‌های چوبی بلندتر ساخته می‌شوند وزش باد به چالش بزرگی تبدیل می‌شود. لذا برای ساخت سازه‌های بزرگ چوبی از ترکیب فولاد و بتن در کنار استفاده از چوب انبوه نیز استفاده می‌کنند تا استحکام و وزن ساختمان بیشتر شود. برای مقابله با زلزله که امری اجتناب‌ناپذیر است تحقیقات و آزمایشات متعددی انجام شده است تا با بررسی معایب اثرات زلزله را به حداقل برساند.

نمونه‌های متعددی را می‌توان در شهرهای مختلف جهان از جمله ساختمان ۹ طبقه چوبی Stadthaus در لندن تا آپارتمان ۱۰ طبقه Forte در ملبورن به راحتی پیدا کرد.

با ۷۳ متر ارتفاع، گفته می‌شود که ساختمان Haut آمستردام بلندترین برج مسکونی جهان به حساب می‌آید. طراحی و معماری این برج توسط  Team V Architectuur انجام شده است. این پروژه که به نوبه خود جزو بلندترین برج‌های چوبی جهان به حساب می‌آید از ۵۵ واحد آپارتمان در ۲۱ طبقه تشکیل شده است.

داربست چوبی بامبو در هنگ کنگ - جایی که مهندسان و معماران به پیشرفت‌های زیادی در چوب مهندسی شده رسیده و نگرانی‌های روزافزون زیست محیطی متاثر از استفاده بتن را کاهش داده تا بتوانند ساختمان‌های چوبی بلند مرتبه را طراحی کنند. بامبو (چوب خیزران) می‌تواند به‌عنوان جایگزین طبیعی آرماتورهای فولادی در بتن استفاده شود. بامبو ماده‌ای سازگار با محیط ‌زیست است. بتن تقویت‌شده با بامبو مقاومت بهتری در مقابل زمین‌لرزه دارد. از آنجا که بامبو رشد بسیار سریعی دارد، بامبوهای مصرف‌شده به‌راحتی می‌توانند همزمان با جذب دی‌اکسیدکربن تولید ‌شوند.

در حال حاضر، بلندترین ساختمان چوبی در جهان در ونکوور کانادا قرار دارد. این خوابگاه دانشجویی با نام Brock Commons با ارتفاع ۵۳ متری (فوت ۱۷۴) در ۱۸ طبقه در دانشگاه بریتیش کلمبیا (The University of British Columbia ) ساخته شده است. کف این ساختمان از روش نوین چوب‌های مهندسی شده CLT بوده و ستون‌های آن از glulam و اتصالات فلزی و هسته بتنی است. ساخت این ساختمان ۱۸ طبقه که توسط شرکت معماری Acton Ostry طراحی شده است در نوامبر ۲۰۱۵ شروع شد و در جولای ۲۰۱۷ به اتمام رسید. این ساختمان چوبی که قبلاً تصور می‌شد قرار است بلندترین ساختمان جهان باشد سریعاً با برج ۸۵ متری در نروژ کنار زده شد. البته با توجه به روند روبه رشد و چشمگیر سازه‌های چوبی این ساختمان‌ها مدت زیادی در این زمینه رکوردار نخواهند بود چراکه شرکت ژاپنی Sumitomo Forestry در نظر دارد پروژه w۳۵۰ را تا سال ۲۰۴۱ به بهره‌برداری برساند. بر اساس گفته‌های مسئولان این شرکت، این سازه ۷۰ طبقه‌ای که همانطور که از نام پروژه مشخص است ۳۵۰ متر ارتفاع دارد و هدف عمده آن ایجاد شهر دوستدار محیط زیست با بکارگیری چوب است.

منابع:

https://www.weforum.org/agenda/۲۰۱۹/۰۸/reinventing-skyscrapers-bamboo-style/

https://www.archdaily.com/۹۳۰۴۲۲/timber-trends-۷-to-watch-for-۲۰۲۰

https://archive.curbed.com/۲۰۲۰/۱/۲۹/۲۱۱۱۰۹۴۳/sidewalk-labs-mass-timber-gensler-michael-green

https://www.vox.com/energy-and-environment/۲۰۲۰/۱/۱۵/۲۱۰۵۸۰۵۱/climate-change-building-materials-mass-timber-cross-laminated-clt

https://www.nationalgeographic.com/science/۲۰۲۰/۰۱/skyscrapers-of-the-future-will-be-made-out-of-wood/