راهنمای معماران : معرفی متریال ساختمانی و چوبی گلولوم

در سال های اخیر معماران سرتاسر جهان، از گلولوم به عنوان یک متریال ساختمانی های تک برای آینده یاد کرده اند و معتقدند که این متریال می بایست مورد توجه قرار گیرد. از آنجا که فولاد و بتن تدریجا به دلیل اثرات زیست محیطی آنها کمتر مورد استقبال قرار می گیرند، معماری با استفاده از متریال چوب، در هر فرم و ابعادی به مبحث جذاب تری برای معماران تبدیل شده است.
براساس گفته های میشل گرین در گفتگوی او در برنامه Ted با عنوان "چرا باید آسمان خراش های چوبی بسازیم؟"، او معتقد است : "ما در زمینه ساخت و ساز در بدایت یک انقلاب نوین هستیم، حداقل من امیدوارم که این چنین باشد، چرا که این اولین روش نوین برای ساخت آسمانخراش است که در طول 100 سال اخیر و یا بیشتر به وجود آمده است . اما چالش اصلی این است که باور جامعه را در مورد این متریال تغییر دهیم و این چالش بسیار بزرگی است. صادقانه باید بگویم که مهندسی در روند تولید و معرفی این متریال به گونه ای ساده ترین بخش محسوب می شود. " همراه آرل باشید تا بیشتر با متریال گلولوم آشنا شوید.

سیستم های گلولوم

گلولوم : چوب لمینیت شده چسب خورده، یک چوب مهندسی شده متنوع است که عموما به واسطه زیبایی، استحکام و کیفیت آن شاخص می شود.  این متریال از لایه های متعدد از چوب سازه ای تشکیل شده که با استفاده از چسب های مختلف به یکدیگر متصل شده اند تا یک قطعه چوب حجیم تر و بزرگتر را تشکیل دهند. پیشرفت های تکنیک ساخت در استفاده از این متریال به شدت مقیاس ممکن استفاده از متریال چوب را برای پروژه های معماری تغییر داده اند. گلولوم اغلب به عنوان جایگزین زیست پذیر متریال سازه ای بتن و فولاد محسوب می شود. در مقایسه با بتن و فولاد، گلولوم می تواند سازه های سبک تر از نظر وزنی تولید کرده که اثر کربن کمتری در محیط زیست برجای می گذارند و بعلاوه بسیار مستحکم تر نیز خواهد بود. اجزا سازه ای مختلفی می توانند با استفاده از گلولوم شکل بگیرند مانند تیرهای موازی، تیرهای منحنی، تیرهای شیب دار، تیرهای شمشیری و خرپاها. در تنوع طراحی با استفاده از این متریال محدودیتی وجود ندارد.

 Cross Laminated Timber: CLT یکی از مشهورترین انواع سازه های چوبی چسب خورده است که بسیاری از توانایی های خوب گلولوم را دارد. پانل های CLT با روی هم چیدن و چسب خوردن لایه های عمودی متوالی چوب شکل می گیرند. سپس این لایه ها در دستگاه های پرس هیدرولیکی یا وکیوم بزرگ، تحت فشار قرار می گیرند تا پانل های پیوسته و یکپارچه ای را تشکیل دهند.

زیبایی متریال گلولوم

پروفیل ها: با استفاده از گلولوم می توانید به هر فرمی از فرم ساده قوس دار گرفته تا پیکربندی های دراماتیک با شعاع های خیلی کوچک طراحی کنید. گلولوم منحنی شکل با خم کردن صفحات لمینیت شده پیش از اینکه این صفحات با چسب به یکدیگر متصل شده، چسب بخوردند و پرداخت شوند، تولید می شود.
ابعاد: یکی از بزرگترین مزیت های گلولوم این است که می تواند در گستره وسیعی از ابعاد و اندازه های مختلف ساخته شود. تیرهای خیلی عریض می توانند با کنار هم قرار دادن لایه هایی با عرض مختلف در کنار هم ساخته شوند و اینکه هر لایه در جهت مخالف قرار گیرد تا هم پوشانی بین لایه ها به وجود آید.
براساس اظهارات بنیاد سازه های چوبی  Structural Timber Association و StructureCraft، تنها محدودیت طول پانل های گلولوم، محدودیت امکانات ساخت و شرایط حمل می باشد. به صورت نظری، پانل های گلولوم می توانند هر دهانه ای را با هر طولی پوشش دهند و تا امروز بام هایی با مساحت های بیش از 100000 مترمربع با استفاده از سازه های گلولومی ساخته شده است. درجه بندی چوب: استاندارد ANSI A190.1، که استاندارد APA برای محصولات چوبی می باشد، الزامات مشخصی را برای ساخت و گواهی چوب های لمینت شده چسب خورده سازه ای مقرر کرده است. این استاندارد ها چهار درجه بندی برای محصولات گلولومی از نظر ظاهری تعیین کرده اند: سازه ای، صنعتی، معماری و ممتاز
گلولوم سازه ای و صنعتی عموما در بخش هایی که مخفی خواهند بود، به کار می روند و در قسمت هایی از بنا که در معرض دید عموم قرار می گیرند استفاده نمی شوند. زمانی که گلولوم به عنوان متریالی برای نما و یا مولفه های اکسپوز بنا استفاده می شود، توصیه می شود که از گلولوم معماری استفاده شود. گلولوم ممتاز نیز تنها برای موارد سفارشی در دسترس است و برای فضاهایی به عنوان مثال استفاده می شود که تردد بسیار دارند. گلولوم ممتاز، یک متریال به شدت با کیفیت بوده و سطوح نهایی آن پرداخت کاملا صاف و یکپارچه ای دارد.

سازه اصلی کارخانه BC Passive House Factory اثر hemsworth architecture از تیر و پست گلولومی و دیوارهایی از پانل های چوبی CLT از چوب سخت تشکیل شده است. تمام این متریال ها ساخت کمپانی Structurlam در استان بریتیش کلمبیا در کانادا می باشند.
گونه های چوب: گونه های متعددی از چوب برای تولید گلولوم مناسب می باشند. برخی از متداول ترین این گونه ها شامل SPF (صنوبر، کاج، شاه درخت)، صنوبر داگلاسی، سرو آلاسکایی و سرو Larch می باشد. سخت چوب هایی  که کمتر در این متریال متداولند شامل چوب بلوط و شاه بلوط شیرین می باشند که بعلاوه از این ها نیز استفاده می شود. از وجوه مثبت گلولوم این است که می تواند از قطعات کوچک چوب برای ساخت آن استفاده شود، قطعاتی که در غیر اینصورت به عنوان دور ریز تلقی می شوند.

کارایی و عملکرد گلولوم

عملکرد آکوستیکی: به خودی خود، چوب اجازه می دهد که به میزان زیادی صدا منتقل شود و نمی تواند به خوبی جاذب صدا باشد. با این وجود چوب زمانی که با متریال های متخلخل و جاذب صدا ترکیب می شود، به خوبی می تواند از انتقال صدا جلوگیری کند.
کاربرد: کاربردهای متداول گلولوم در کف، بام، دیوار، دیوار برشی می باشد. به دلیل خاصیت ذاتی استحکام در برابر بارگذاری این متریال، گلولوم برای هر دو مولفه هایی که به صورت عمودی و افقی بارگذاری می شوند، مناسب است.

مرکز طراحی و خلاقیت های چوب اثر گروه معماری میشل گرین.
در این سازه از ساختار ساده و خشک از سیستمی ترکیبی از پانل های کف CLT، ستون و تیرهای گلولومی و دیوارهای حجیم چوبی استفاده شده است.
زمان ساخت: در مقایسه با فولاد و بتن پروژه هایی که با گلولوم ساخته می شود می توانند در زمان های به مراتب کوتاهتری ساخته شوند، چرا که تمام متریال ها در حالت خشک و پیش ساخته از کارخانه به محل سایت آورده می شوند. به علاوه این بدان معناست که هزینه های کمتری برای انبار کردن در استفاده از این متریال لازم بوده ، و قطعات در زمان لازم به محل پروژه حمل می شوند، که عامل مهم و تعیین کننده ای در محیط های پر تراکم شهری محسوب می شود. به صورت متوسط، کار با متریال گلولوم می تواند به لحاظ زمانی نسبت به بتن قالب ریزی شده درجا، سه برابر سریع تر انجام شود.

مقاومت در برابر آتش

در عین حال که سازه های چوبی در معرض تحقیقات وسیعی در رابطه با میزان مقاومت در برابر آتش قرار دارند اما آزمایش های متعدد و مکرر ثابت کرده است که گلولوم می تواند مقاومت خوبی در برابر آتش از خود نشان دهد. براساس اظهارات Wooderra، بعد از 30 بار در معرض آتش قرار گرفتن گلولوم، تنها سه چهارم اینچ از گلولوم تخریب می شود در حالیکه یک سازه فولادی در شرایط مشابه کاملا از بین می رود.
آنطور که در Popular Science بیان شده است: " فولاد در برابر حرارت در معرض پیچش، خم شدن و ذوب قرار دارد. از طرف دیگر، در مورد چوب سطح رویی آن نیم سوز شده و شعله آتش به داخل و هسته آن نفوذ نمی کند. بنابراین بعد از خاموش کردن آتش تیر چوبی کماکان ایستا باقی می ماند.

این نمودار نشان دهنده مقایسه اثرات زیست محیطی چوب، فولاد و بتن می باشد.

پایداری 

براساس گفته های میشل گرین در برنامه Ted با عنوان "چرا می بایست آسمان خراش های چوبی بسازیم؟" فولاد 3% گازهای گلخانه ایی که انسان تولید می کند را تشکیل می دهد. این مقدار برای بتن 5 درصد بود و درکل سالانه 8 درصد گازگلخانه ای به واسطه این دو متریال تولید می شوند. در عین حال چوب تنها متریالی است که تنها با استفاده از نور خورشید رشد کرده و تولید شده و معماران می توانند از آن برای ساخت و ساز استفاده کنند.
در مورد اثرات زیست محیطی گلولوم به عنوان یک متریال ساخت و ساز، دو مورد را می توان ذکر کرد. توانایی گلولوم در کاهش کربن تولید شده در حین تولید و مورد مهم تر، جذب دی اکسید کربن از زمانی که بنا تکمیل شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
براساس مطالعات صورت گرفته در سال 2014 که در مجله Sustainable Forestry منتشر شده است، حدود 31 درصد کربن دی اکسید که در جهان تولید می شود می تواند با استفاده از ساخت و ساز با متریال چوب به جای فولاد و بتن کاهش یابد. به علاوه سازه چوبی می تواند دی اکسید کربن را جذب کرده و در طول عمر خود به عنوان منبع جذب دی اکسید کربن عمل کند. به ویژه زمانی که این متریال در ساخت و ساز استفاده می شود، یک متر مکعب چوب می تواند یک تن کربن دی اکسید را جذب کند.

ویژگی های حرارتی: گلولوم ویژگی های حرارتی جالب توجهی دارد که می تواند از ایجاد پل حرارتی جلوگیری کرده و منجر به یک پوسته کارامد برای بنا شود. استفاده از متریال های ایزولاسیون دیگر نیز می تواند همگام با گلولوم صورت گیرد. این کار عموما در مراحل پس از تولید سازه گلولومی، صورت می گیرد.

نمونه های موردی از متریال چوب گلولوم

کلوب Nine Bridges Country اثر شیگروبان. گلولوم استفاده شده تولید شرکت Blumer-Lehmann

برای مشاهده نمونه های موردی استفاده از این متریال می توانید به مقاله مستحکم تر از فولاد: انقلاب شیگروبان در کاربرد متریال گلولوم مراجعه کنید.
تحریریه معماری آرل
منبع: architizer.com