Artikel terbaru oleh Archi.ru tentang rumah kayu 8 lantai dari arsitek Gert Wingord di Stockholm (9 lantai, jika Anda menghitung loteng) menyebabkan reaksi yang hidup dari pembaca kami. Kami memutuskan untuk mengembangkan topik ini dan membicarakan tentang bangunan yang terbuat dari kayu setinggi delapan lantai ke atas - tentang cara pembuatannya, dan tentang apakah kayu dapat bersaing dengan beton bertulang.
Teknologi
Bangunan kayu bertingkat didirikan menggunakan teknologi kayu laminasi silang atau X-lam - dari panel cross-glued berukuran besar (panel CLT), yang melakukan semua pekerjaan kolom, balok, dan kasau dari sistem tradisional. Kayu cemara biasanya digunakan untuk pembuatannya. Lamela kayu kering setebal 10 sampai 45 mm di bawah tekanan setidaknya 0,6 N / mm2 direkatkan satu sama lain menggunakan pengikat tanpa resin fenol-formaldehida. Karena susunan serat yang tegak lurus, anisotropi kayu diratakan, efek pengeringan dikurangi hingga hampir minimum dan daya dukung meningkat secara signifikan. Paling sering, panel digunakan dari 3 hingga 7 lapisan tebal.
Di tempat yang sama, dalam produksi, dari elemen yang dihasilkan sesuai dengan gambar yang dikembangkan dengan cermat, panel dipotong bersama dengan semua bukaan yang diperlukan, dalam beberapa kasus bahkan dengan saluran untuk kabel listrik dan komunikasi. Dimensi maksimum yang mungkin adalah 16,5 mx 2,95 mx 0,5 m, tetapi biasanya panjangnya dikurangi: batasan ukuran membebankan kebutuhan akan transportasi.
Kemudian semua panel ditandai dan diangkut ke lokasi konstruksi bersama dengan diagram perakitan terperinci. Ini adalah salah satu tahapan terpanjang, karena seringkali material kayu berukuran besar tidak hanya bergerak dari satu negara ke negara lain melalui darat, tetapi juga melintasi lautan: misalnya, untuk bangunan tempat tinggal di Melbourne, struktur pendukung dibuat di Austria.
Di lokasi konstruksi, yang tersisa hanyalah merakit semua elemen dalam urutan yang benar - dan ini adalah tugas yang agak sulit, para insinyur mengakui: sebagian besar kesalahan dilakukan selama perakitan. Tetapi jika hal tersebut dapat dihindari, maka prosesnya jauh lebih mudah dan lebih cepat dibandingkan dengan konstruksi bangunan tinggi beton bertulang tradisional. Empat tukang dan satu derek membangun sebuah bangunan kayu berlantai 8-10 dalam 9-10 minggu, bekerja beberapa hari dalam seminggu. Istirahat dalam pekerjaan ini dikaitkan dengan pasokan panel secara bertahap: jika seluruh rangkaian dibawa sekaligus, hanggar terpisah akan diperlukan untuk menyimpan bahan bangunan. Hasilnya, ternyata sekitar 3 hari kerja per lantai - begitulah pembangunan gedung di Murray Grove di London berlangsung. Selain kecepatan, konstruksi bangunan kayu bertingkat dibedakan oleh kebersihan lokasi konstruksi dan relatif keheningan proses pemasangan.
Beban terbesar dalam struktur timbul pada sambungan antara panel dinding dan pada titik penyangga dinding langit-langit. Panel-panel tersebut dihubungkan satu sama lain menggunakan pin, pelat baja dan serangkaian sekrup berselang-seling, terkadang hingga 550 mm.
Salah satu keuntungan tak terbantahkan dari struktur modern yang terbuat dari panel CLT adalah komparatifnya yang ringan dengan daya dukung tinggi: bobot yang rendah memfasilitasi transportasi, mengurangi beban pada pondasi dan mempercepat proses pemasangan. Dengan mempertimbangkan baik waktu yang dihabiskan untuk produksi dan waktu perakitan langsung di lokasi, semuanya keluar sekitar dua kali lebih cepat daripada pembangunan sistem tradisional.
Panel yang direkatkan memiliki kualitas akustik yang tinggi: mereka memiliki kepadatan yang jauh lebih tinggi daripada kayu solid, dan toleransi kesesuaian di lokasi konstruksi tidak melebihi +/- 5 mm, sedangkan pada beton bertulang adalah 10 mm. Ketat ini meningkatkan kedap udara, mengurangi kehilangan panas, dan memfasilitasi penyatuan elemen struktural.
Antara lain, produsen dan arsitek menekankan pada keramahan lingkungan dari teknologi ini. Kayu adalah sumber daya alam yang diperbarui lebih cepat daripada dikonsumsi. Pohon menyerap karbon dioksida, dan selama umur pohon, ia terakumulasi (menyita) sampai tanaman mulai membusuk, membusuk atau terbakar: kemudian CO2 dilepaskan kembali ke tanah dan ke atmosfer. Jadi, jika pohon yang sehat dengan akumulasi karbon di dalamnya digunakan untuk konstruksi, pengembalian karbondioksida ke lingkungan tidak akan terjadi. Satu meter kubik kayu akan menyimpan satu ton CO2, dan pohon baru akan tumbuh menggantikan pohon yang ditebang. Di akhir masa hidupnya, bangunan kayu sangat mudah dibongkar dan didaur ulang, digunakan kembali atau bahkan menjadi sumber energi sendiri, misalnya sebagai bahan bakar fosil. Mengganti kayu untuk sebagian volume baja atau beton bertulang yang saat ini digunakan dalam konstruksi - bahan yang sangat intensif energi dalam produksi - dapat menyebabkan penurunan emisi CO yang signifikan2.
Tahan api
Banyak orang mempertanyakan keamanan kebakaran pada bangunan kayu bertingkat. Tentu saja, kayu terbakar, tetapi baja tidak terbakar, tetapi tingkat kemudahbakaran bukan merupakan indikator ketahanan api. Kayu memiliki konduktivitas termal yang rendah dan dapat menjaga keutuhan struktur untuk waktu yang lama. Sangat sulit untuk membakar batang kayu, balok atau panel kayu tebal, tetapi jika terbakar, pembakaran sangat lambat dan dalam pola yang dapat diprediksi.
Ketika kayu memanas dari suhu 280 ° C, lapisan hangus terbentuk di permukaannya, yang membara dan mengisolasi inti, mempersulit aliran oksigen di dalam, yang memperlambat proses pembakaran. Kayu solid membara dengan kecepatan sekitar 0,5–0,8 mm per menit: misalnya, 30-50 mm lapisan luar akan terbakar dari balok 200 mm dalam 60 menit. Bahaya keruntuhan terjadi pada suhu sekitar 500 ° C, karena pada suhu ini lapisan karbon pelindung menjadi panas dan terbakar. Batas ketahanan api - periode waktu di mana struktur kayu mempertahankan kapasitas penahan bebannya - tergantung pada ukuran penampang dan dimensinya: semakin besar dimensinya, semakin sulit untuk menyala dan semakin lambat proses pembakaran.
Pada suhu yang sama, baja yang tidak mudah terbakar, tetapi penghantar panas meleleh, berubah bentuk ke arah yang berbeda, dan pada suhu sekitar 450–500 ° C ia kehilangan daya dukungnya. Sebuah struktur baja yang tidak dirawat oleh proteksi kebakaran akan runtuh dalam waktu 15 menit setelah dimulainya kebakaran, dan tidak mungkin untuk menghitung dengan tepat di mana keruntuhan akan terjadi. Oleh karena itu, keuntungan utama konstruksi kayu jika terjadi kebakaran adalah peningkatan ketahanan api dan perilaku yang dapat diprediksi.
Mengapa ini penting? Jika kebakaran terjadi dan tidak mungkin menetralkan sumbernya, orang-orang perlu dibawa keluar dari gedung: agar evakuasi berhasil, perlu diketahui dengan tepat berapa lama struktur akan mempertahankan integritasnya dan di mana akan runtuh. Saat membakar struktur kayu, waktu ini dihitung dan tempat keruntuhannya dapat diprediksi. Selain itu, pembakaran kayu menghasilkan asap dalam jumlah sedang yang jarang beracun. Sifat alami ini, ditambah dengan teknologi tahan api modern, menunjukkan hasil yang baik.
Untuk mencegah kebakaran, struktur diolah dari pabrik dengan penghambat api, dan untuk menetralkan sumbernya, dipasang sistem peringatan dan sistem sprinkler.
Rumah kayu tertinggi
8 lantai: Bridport House, London
Bridport Pl London
Arsitek Karakusevic Carson
Saat memilih jenis kerangka pendukung, arsitek dipandu oleh kriteria berat struktur: pipa pembuangan abad ke-19 dipasang di bawah lokasi konstruksi, yang harus diawetkan. Bangunan beton bertulang tradisional akan sangat berat, jadi panel laminasi silang dipilih.
Bridport House menggantikan rumah 5 lantai tahun 1950-an yang lama. Terdapat 41 apartemen di dalam gedung, penghuni lantai pertama memiliki akses sendiri ke jalan dan teras, dan penghuni 33 apartemen lainnya memiliki balkon yang luas. Fasadnya dilapisi dengan batu bata, dan balkon yang menonjol ditutupi dengan lembaran tembaga. Rangka struktur bangunan, terbuat dari panel laminasi silang, dirakit dalam 12 minggu.
9 lantai: Stadthaus
24 Murray Grove London
Arsitek Waugh Thistleton
24 Murray Grove di London memiliki sembilan lantai dari 29 apartemen dari dua tipe berbeda: unit komersial milik penyewa dan unit sewaan Metropolitan Housing Trust. Blok sosial menempati empat lantai pertama, blok komersial menempati lima lantai terakhir, dan blok ini sepenuhnya terisolasi satu sama lain.
Transisi dari satu blok ke blok lainnya tercermin dalam gambar fasad: pada tingkat lantai 4, panel abu-abu diganti dengan panel putih. Fasadnya dilapisi dengan 5000 panel (1200 mm x 230 mm), 70% di antaranya merupakan limbah daur ulang dari industri pertukangan. Gambar mereka menyerupai permainan cahaya dan bayangan yang dibuat pada siang hari pada fasad bangunan dan pepohonan di sekitarnya.
Terlepas dari kenyataan bahwa teknologi konstruksi dari panel yang direkatkan lebih mahal daripada beton bertulang tradisional, ini membantu menghemat lokasi konstruksi. Misalnya, dibutuhkan waktu sekitar 72 minggu untuk mendirikan bangunan serupa yang terbuat dari beton bertulang, sedangkan bangunan ini selesai pada tahun 49. Dalam hal ini, struktur pendukungnya sendiri dirakit oleh empat orang tukang dalam 27 hari kerja, bekerja 9 minggu, 3 hari masing-masing. Juga, tidak perlu menggunakan derek menara yang mahal: mereka berhasil dengan pengangkatan dan perancah bergerak untuk pekerjaan pelapis fasad.
Anda dapat membaca lebih lanjut tentang perencanaan tata ruang dan komponen lingkungan dari proyek.
sini.
9 lantai: Via Cenni, Milan
Rossiprodi Associati s.r.l.
Untuk pertama kalinya, struktur bertingkat tinggi yang terbuat dari panel laminasi silang digunakan di wilayah rawan gempa: di pinggiran kota Milan, kemungkinan gempa tidak terlalu tinggi, tetapi masih ada, dan teknologi X-Lam bertemu. semua persyaratan konstruksi di area tersebut.
Kompleks perumahan dengan luas total 17.000 m2 terdiri dari empat menara 9 lantai yang dihubungkan oleh stylobate 2 tingkat. Kompleks ini memiliki 124 apartemen dengan ukuran mulai dari 2 hingga 4 kamar (dari 50 hingga 100 m2). Denah menara 13,6 x 19,1 m dan tinggi 27,95 m memiliki tipe yang sama, tetapi tidak sama: penampilan individu dibentuk oleh pola balkon.
Ketebalan struktur dinding berkurang 20 mm setiap dua atau tiga lantai: di lantai pertama 200 mm, di lantai kesembilan - 120 mm. Lantai - 200 dan 230 mm (7 lapisan). Bentang kurang dari 5,8 m ditutupi dengan panel 5 lapis 200 mm, dan bentang kurang dari 6,7 m ditutupi dengan panel 7 lapis 230 mm. Panel disambungkan menggunakan sekrup penghubung khusus dengan panjang 200 hingga 550 mm.
Area di mana bangunan itu berada adalah serangkaian rumah pertanian tradisional Italia di satu sisi, dan kompleks bangunan administrasi perkotaan, bisnis, industri, dan komersial di sisi lain. Ide dari proyek ini adalah untuk menggabungkan kedua jenis pembangunan ini dan menciptakan ruang perbatasan - transisi dari tipologi perkotaan ke pedesaan. Karena kehadiran rumah apartemen dengan tipe yang berbeda (dari 65 m2 hingga 125 m2) dan ruang publik untuk berbagai keperluan, arsitek ingin menciptakan lingkungan yang sesuai untuk kemunculan komunitas lokal dan menciptakan pusat daya tarik bagi masyarakat. seluruh area.
10 lantai: Forté, Melbourne
807 Bourke Street, Pelabuhan Victoria
Pengembang - Lend Lease
Dengan ketinggian 32,17 m, Forté dianggap sebagai bangunan kayu tertinggi di dunia: memiliki 10 lantai, didirikan hanya dalam 11 bulan, dan membutuhkan waktu 38 hari kerja untuk memasang struktur penyangga kayu. Rumah itu memiliki 23 apartemen: 7 satu kamar (59 m2), 14 dua kamar (80 m2) dan 2 penthouse dua kamar (102 m2).
Fondasi dan lantai pertama terbuat dari beton bertulang: selain memindahkan beban ke tanah, juga melindungi bagian kayu di atasnya dari masalah khas wilayah tersebut - serangan rayap. Semua elemen lainnya terbuat dari panel laminasi silang - dari dinding dan langit-langit hingga poros elevator dan tangga. Dinding - Panel 128 mm 5 lapis dengan plester tahan api 13 mm di kedua sisi. Lantai - Panel 146 mm dengan lapisan plester tahan api 16 mm. Batas ketahanan api dari struktur ini adalah 90 menit. Dinding luar, dekat dengan lokasi yang berdekatan sejauh 6 meter, ditebal untuk perlindungan tambahan dari api ke arah ini. Pengikat logam panel ke dinding disembunyikan oleh screed. Lift dan tangga dibuat dalam dinding ganda: menurut perhitungan perancang, jika ada bagian dari bangunan yang runtuh, mereka akan dapat mempertahankan integritas dan daya dukungnya.
Fasad dihadapkan dengan panel aluminium, balkon, yang merupakan kelanjutan dari panel lantai, ditutup dengan membran waterproofing poliuretan, dan kemudian dengan ubin di sepanjang screed. Panel kayu CLT dibiarkan terbuka hanya di langit-langit loggia dan di salah satu dinding di interior setiap apartemen.
Di loggia ada tempat untuk kebun mini, dan curah hujan dikumpulkan dan digunakan untuk kebutuhan teknis, termasuk dalam sistem sprinkler.
14 lantai: Treet, Bergen
Damsgårdsveien 99
ARTEC Arkitekter / Ingeniører
Pembangunan sedang berlangsung di kota Bergen, Norwegia
Rumah kayu 49 meter - tertinggi di dunia saat ini. Setengah dari 62 apartemen masa depan telah terjual, dan pada Oktober 2015, penyewa harus menetap di 14 lantai.
Semua beban vertikal dibawa oleh rangka kayu vertikal gluelam (kolom dengan penampang 495 x 495 mm dan 405 x 650 mm, penahan - 406 x 405 mm), dan tangga, tangga dan poros angkat, dinding dan langit-langit dipasang dari panel CLT. Periode ketahanan api dari sistem bantalan utama (rangka) adalah 90 menit, dari sekunder (CLT-panel) - 60 menit.
Salah satu tujuan utama proyek ini adalah menemukan cara untuk menahan struktur kayu ringan terhadap beban angin kencang di kota tepi pantai. Untuk menambah massa pada bangunan, untuk meningkatkan kekakuan dengan menghubungkan rangka satu sama lain, dan untuk mengurangi amplitudo ayunan, tiga pelat beton ditambahkan sebagai pelat - pada tingkat lantai lima dan sepuluh dan sebagai atap. Jadi, defleksi horizontal maksimum rangka di bagian atas bangunan adalah 71 mm, yaitu 1/634 dari tinggi bangunan: ini memenuhi standar Norwegia yaitu 1/500.
Cuaca berangin dan basah tidak hanya memengaruhi solusi yang membangun, tetapi juga penampilan rumah: fasad utara dan selatan dilapisi kaca, fasad barat dan timur dihadapkan pada panel logam.
Kemungkinan masa depan
Biaya pembangunan panel CLT masih cukup tinggi. Hal ini terutama disebabkan oleh terbatasnya jumlah pemain di pasar: hanya ada 2–3 produsen besar di dunia, dan sebagian besar biaya jatuh pada pengangkutan bahan dari Austria - pemasok utama - di seluruh dunia. Ironisnya, selain biaya finansial, ini "memberikan" emisi CO2 yang signifikan - yang dengan rajin dihindari dengan mengubah kayu menjadi bahan bangunan.
Tetapi pendukung teknologi CLT tidak berkecil hati: mereka yakin bahwa masa depan adalah milik pencakar langit kayu. Dengan menggabungkan inti beton bertulang dengan sistem pendukung sekunder kayu, atau sebaliknya, tiang dan balok kayu dengan langit-langit monolitik, bangunan dengan 25-30 atau bahkan 40 lantai dapat didirikan. Banyak perhitungan teknik dibuat, kemungkinan membangun bangunan jenis ini hanya dalam seminggu terbukti, karya ilmiah disajikan kepada publik dan solusi arsitektur yang mungkin untuk bangunan kayu bertingkat sedang dikembangkan.
Arsitek Kanada Michael Green, salah satu promotor paling terkenal dari gagasan konstruksi kayu bertingkat tinggi, berharap bahwa kota asalnya Vancouver akan menjadi pemimpin dalam jumlah gedung tinggi kayu, dan era beton bertulang akan berakhir setelahnya. abad ke-20: "Saya belum pernah melihat orang memasuki salah satu bangunan saya, mereka memeluk tiang baja atau beton, tetapi mereka melakukannya dengan yang terbuat dari kayu!"
