תעשיית הבנייה נמצאת תחת לחץ עצום לטפל בשינויי האקלים, מחסור במשאבי, ואת המחסור העולמי בדיור.חומרים כמו בטון ופלדה לשאת טביעת רגל פחמן משמעותית ודורשים אנרגיה משמעותית לייצור.כפי שממשלות ומפתחים מחפשים שיטות בנייה מהירות יותר, ירוקות יותר, מגוון של חומרים מצמחים מתחדשים במהירות התפתחה כפתרון בר קיימא.

מה הם וודס ובוק?

(ברוב המקרים, יערות מהירים הם מינים של עץ שמגיע בגודל של 10-30 שנים, ובמקרים רבים, הרבה יותר מהר - כמה היברידיות פופלר ניתן לקצור בתוך חמש שנים בלבד.במבו הוא דשא טכני, לא עץ, אבל זה מתנהג כמו אחד בהקשרים בנייה (למשל, מין במבוק מסוים) (למשל, LT:0Guadua angustipoperrea, לא עץ, אבל הוא הופך את אחד לשלושה חומרים מבניים של 5 שנים) ל-DRIRDR) כמין מלא של 5 שנים.

שם הסרטון: The Grass That Builts

Bamboo שימש במשך אלפי שנים באסיה, בדרום אמריקה ואפריקה, אבל חידושים הנדסיים אחרונים הפכו אותו לחומר בניין בעל ביצועים גבוהים.המשול המרכזי הוא מבנה הסיבים שלו: סיבים ארוכים, מקבילים צלולוזים התחזקו עם lignin לתת יחס כוח-על-מנת-על-מנת כי יריבות פלדה במתח ומחוברות בדחיסה קונקרטית עבור יישומים מסוימים.

מהיר-הירוקים ו Softwoods

כמה מינים של עץ מעובדים לייצור ביומסה מהיר. פופר, אוקאליפוס, יאלו, פאולניה, ואורן צהוב הדרומי ניתן לקציר כל מחזורים של 5-15 שנים, בהתאם לאקלים וניהול.עץ הצומח במהירות אלה משמשים בדרך כלל לייצור מוצרי עץ מהונדסים:

  • (ב) ,0) ,Cross-laminated Tree (CLT)FLT:1 - עשוי משכבות של מדמב מודבקת צלב חכם ליציבות ממדים וקיבולת עומס גבוהה.
  • (ב) ויקרא י"ד: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,ב"ה, מדרשים, ממא"ל, ו[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]
  • (ב) ,0) ,UB) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מכיוון שמוצרים מהונדסים אלה להפחית או לחסל פגמים טבעיים (knots, אי סדירות דגנים, טאקר), הם יכולים להשיג ביצועים מבניים דומים, או מעלים, זה של עץ עתיק-הצמיחה איטי תוך שימוש באזור קרקע קטן בהרבה וזמן.

היתרונות של שימוש Bamboo ו- Rapid-Growth Woods

חידוש ומהירות של חידוש

היתרון הברורה ביותר הוא מהירות. a במבוק culm יכול להגיע לגובה מלא וקוטר מבני בעונה אחת צמיחה, עם בגרות מלאה ב 3-5 שנים. צמחי פופלר יכול להניב אופרות ב 8-12 שנים, ו-eucalyptus ב 10-15 שנים. לעומת זאת, מינים צמחיים רכות מסורתיים (כגון דאגלס שרפה) לקחת 25-50 שנים כדי להגיע לגודל תיאולוגי מהיר זה יכול לייצר עץ יחיד או מהירות יותר מאשר חמש שנים.

יתרונות סביבתיים

חומרים אלה פועלים כטביעות פחמן במהלך מחזורי הצמיחה הקצרים שלהם. Bamboo sequesters פחמן בקצב של 2-4 טון לכל דונם בשנה בביומסה מעל הקרקע, ומכיוון שהוא שוב ושוב מקצר ללא החלפה (מערכת השורש ממשיכה), הוא גם בונה פחמן אורגני במשקל של 1.5 ק"ג, 000 במהירות גבוהה, כאשר מנוהל, גם ללכוד CO2 אטמוספירי משמעותי לעיבוד פחמן מעוקב עבור אנרגיה CO2 מגובה עבור פחמן בטון - 50 ק"ג (או פחות מ"מ) או 1 ק"מ, 000) עבור פלדה, 000 פלדה, 000 קל וחומרי פלדה, 000 ליטר פלדה, 000 ליטר פלדה, 000 ליטרים (מב) הוא צורך בערך 1.5 ק"מ של פחמן מהיר).

יתר על כן, חומרים אלה יכולים להיות מקור מקומי באזורים טרופיים ומנוכלים רבים, צמצום פליטות התחבורה.ההתנהגות התרמית הנמוכה שלהם תורמת גם לבניית יעילות אנרגיה, ובסופו של דבר, הם ביו-דידנטיים או ניתן להשתמש בהם לאנרגיה ביולוגית.

כוח וביצועים סטרקטיים

חוזקו של Bamboo יכול להגיע 40,000 psi (280 MPa) בסיבים החיצוניים, בדומה פלדה קלה (כ-50,000 psi) כוח דחיסה שלה הוא בדרך כלל גבוה יותר מאשר זה של עץ.עם זאת, כי במבוק הוא צינור חלול, התנהגות מבנית שלה היא anisotropic: זה חזק יותר המקבילה סיביים חלשים מסלולים הנדסיים ועומס זה.

מוצרי עץ ממונדסים ממינים מהירים מציעים תכונות מכניות עקביות.לדוגמה, LVL עשויים פופלר או eucalyptus יכול להשיג מודולים של ערכים גמישים של 1.2-1.8 מיליון psi, מתאים עבור דבורים ארוכות טווח ויישומים עתירי מטען גבוה. CLT מ אורן מגודל מהיר משמשים כעת בבנייני היסטוריה עד 18 קומות, כמו הוכיחו כמו תוכניות בריטיות של קולומביה, CLTs, 18 קומות.

ירידה במשקל וחיסכון במוסד

הן במבוק והן ביערות מהירים המנדסים שוקלים בערך שליש מה קונקרטיים לקיבולת של עומס שווה ערך.זה מתורגם לעלויות הבסיס הנמוכות, הפחיתו את העומס הסיסמית ( יתרון משמעותי באזורי רעידת אדמה), וטיפול קל יותר באתר - אין צורך בהרמת ציוד כבד במקרים רבים.

יישומים בבנייה מודרנית

מגורים

Bamboo משמש נרחב למבנים למגורים נמוכים ובינוניים באזורים טרופיים. בקולומביה, ה-FLT:0Bamboo EarthveFLT:1 תוכנית דיור בונה בתים חד-משפחתיים זולים באמצעות מסגרות מובנות בגדודה המבורכות את קודי הבנייה המקומיים. בסין, מברקים בטון מאוישים שימשו בדיור כפריים כדי להחליף אותי, להפחית את העלות והנפחים.

עצים מהירים יותר מפורטים יותר ויותר עבור פרויקטים למגורים בצפון אמריקה ובאירופה באמצעות בנייה CLT סלולארית.לדוגמה, פופלר CLT (המשתמשים בחברות כמו FLT:0 ThinkWoodveFLT:1) משמש לקירות, רצפות, גגות בבתים של אפס אנרגיה.

גשרים ותשתיות

Bamboo שימש גשר הולכי רגל, גשרים קטנים vehicular, ואפילו גשרים צבאיים זמניים.The FLT:0Bamboo Bridge Technology MonumentFLT:1 ידני שפורסם על ידי מסמכי FAO עבור משתרע עד 20 מטרים באמצעות trusses. בפיליפינים וקוסטה ריקה, גשרים במבוק משמשים כעמידה, נמוכה, חלופות לפליטה.

עבור תשתיות גדולות יותר, lumber veneer (LVL) מן אוקטליפוס בוגר בשימוש במחסומים מהירים, קוטבי תועלת קלים, ו- cross-arm-arm-arm-arm-arm-arm-arm-arm Assemblies. Research at the FLT:0USDA מוצרים של Forest Products LaboratoryFLT:1 הוכיח כי פולסים LVL מטופלים עם נחושת preseservatives יכול להתאים את החיים ללא מרשם, בעוד דאגלס לא היה דורש שברירing.

מבנה זמני וחירום

יער מהיר-צמיחה מצטיין ביישומים שבהם מהירות ועלויות נמוכות הן רב-חשיבות. Bamboo affolding נפוץ ברחבי אסיה - קו הרקיע האיקוני הונג קונג בנוי באופן שגרתי באמצעות קטבים גמישים שיכולים לתמוך בעובדים ובחומרים רבים גבוה.

מסיימת פנים, רהיטים ואלמנטים דקורטיביים

מעבר לשימושים מבניים, במבוק וביערות מהירים פופולריים עבור ריצוף, ארונות, קיר פאנלים, רהיטים. Bamboo הרצפהing יש דירוג קשיחות Janka דומה לאלון אדום ומגיע במגוון צבעים באמצעות פחמן. Strand-Aramss-Armb הוא אפילו קשה יותר מאשר עצי עץ קשיח מסורתיים, מה שהופך אותו מתאים למרחבים מסחריים גבוהים.

הנדסה וחדשנות עיבוד

שמירה וטיפול

ללא טיפול הולם, במבוק ובערות צעירים רגישים לדעיכה פטרייתיתיתית, למונחים ולקליטת לחות.

  • (FLT:0)AcetylationFLT:1 - שינוי כימי שמשקל קבוצות הידרוקסיל בקיר התא עם קבוצות אצטיל, צמצום מאוד של ספיגת לחות והתקפה ביולוגית.תהליך זה משמש מסחרית על אורנטין קורנטה ופופלר.
  • (FLT:0) שינוי ה-FLT:1 - חימום עץ ל-160-220 מעלות צלזיוס בסביבה דלת-אוקסגן, אשר מחשיכה את העץ ומשפרת את יציבות הממדים ואת ההתנגדות לדעיכה (למשל, תהליך ה-ThermoWood).
  • (FLT:0) טיפול בלחץ בלחץ ראטפל 1 - אי-הסדירה כפויה של מלחי בראט, שהם חומרים רעילים-נמוכים יעילים נגד פטריות וחרקים.זה נפוץ למבוק וכלבים רכים המיועדים לשימוש פנים.
  • (FLT:0Engineeredבוק מוצרים מבוקFLT:1) - כגון לוחות מטבול ומבוקבוק-parquet, שבו רצועות דקות מודבקות ודחוסות, הסרת החלקה הריקה ויצירת חומר מוצק, הומוגני שמתנגד למגפות ויעיל יותר מאשר גולגולת טבעית.

אינטגרציה דיגיטלית ו- BIM

אימוץ של איסוף מידע בנייה (BIM) ובקרת מספריות מחשב (CNC) מאצת השימוש בעצים גדולים במהירות.מהנדסים יכולים כעת לעצב מפרקים מורכבים, לוחות מעוקלים, ומסגרות מבניות אשר נחתכות מ CLT או LVL עם דיוק ממטר.

אתגרים ומגבלות

בניית קודים וסטנדרטים

אחד החסמים הגדולים ביותר לאימוץ נרחב הוא חוסר נתונים מגובשים.בעוד שלצפון אמריקה ואירופה יש ערכי עיצוב מקיף עבור רכות נפוצים ועצי עץ קשיח, נתונים עבור מינים במבוק הם דלים ומשתנים.מועצת הקוד הבינלאומית (ICC) פרסמה דוחות הערכה עבור מוצרים ספציפיים (למשל, מבולמבוק מבול), אבל כל מוצר חייב להיבדק באופן אישי - זמן יקר וקבוע דורש טיפול דומה כמו גופים מצופה, כמו קרינת פופאומטר, לעתים קרובות, כמו קרינת פופאום, כמו מצופה, כמו קרינת פופאום, כמו פשטנית, כמו פשטנית, כמו פשטנית, לעתים קרובות, כמו קרינת פשטנית, כמו קרינת קרינת פופרקורד (למשל, קרינת פשטנית).

יציבות ותחזוקה

אפילו מבוק מטופלים ועץ גדול דורש פרטים זהירים כדי למנוע לחות של העצירה.עלים גג, הפסקות capillary, ו membranes עמידים עמידים חיוניים באקלים לחות.יישומים חיצוניים זקוקים לבדיקה סדירה ושיקום. בהשוואה, בטון ופלדה הם סלחנים יותר של שגיאות עיצוב הקשורות לחשיפה למים.

שרשרת אספקה ו-Salability

למרות שהמבוק גדל בשפע באזורים טרופיים, תשתיות עיבוד למוצרים מבניים ברמה גבוהה עדיין מוגבלות. מילימטרים רבים חסרים את הציוד לייצר מטמון במבוק מוסמך באיכות עקבית. צמחי עץ הצומחים במהירות התרחבו במדינות כמו ברזיל, אורוגוואי, צ'ילה, ניו זילנד ודרום ארצות הברית, אבל עלויות תחבורה לשווקים באירופה ואסיה יכולות לזרז את היתרון החומרי של ה-Fuse, בנוסף לחקלאות כמו PEFC, כמו גם עם יבולים, כמו גם עם הנדסת מזון מנוהלים כמו PEFC.

קבלה ו קבלה אסתטית

בשווקים רבים, במבוק עדיין קשור מבנים זמניים או דיור "נמוך", למרות תכונות ההנדסה מצוינות שלה.שינוי תפיסת הצרכנים דורש פרויקטים של הדגמה, תמיכה באדריכלות ושיווק המדגישים עמידות ומודרניות. בדומה, פופר ו-eucalyptus לפעמים פוטרים כי הם בעלי צמיחה מהירה, המוביל לדאגות על אמינות מבנית - חומרים שאינם נתמך על ידי בדיקות נתונים כאשר הם ממושמעים כראוי ומיוצרים למוצרים המיוצרים.

תחזית לעתיד: איפה אנחנו נמצאים?

מערכות היברידיות ו-Comosite

חוקרים ומהנדסים מפתחים מערכות היברידיות המשלבות בין עץ במבוק או עץ מהיר עם חומרים אחרים.לדוגמה, לוחות בטון מאובקים מחליפים ריבור פלדה עם מוטות במבוק, צמצום פחמן מגולם ושיפור ביצועים תרמיים. טיםבר-קונסטרט רצפות מתוחכמות - שבו לוחות בטון דק דקים מכים על גבי CLTR - שיפור של לחות והתנגדות אש תוך שמירה על מבנה דלגן תוך כדי לחץ דם.

דרישות בנייה גבוהות יותר

דחיפה לבנות גבוה יותר עם עץ המוני כבר קורה, מינים גדולים במהירות הם חלק תערובת.ה-FLT:0WoodWorksssveFLT:1 התוכנית מספקת סיוע עיצוב לפרויקטים באמצעות CLT, glulam, ו-LVL. בשנת 2022, הם להשיג רכיבים גדולים ביותר עץ אדמה - Ascent in מילווקי סיפורים - CLT ו glulamed עשוי ממקור מקומי, עדיין לא זמין עבור מינים גדולים בדרום אוסטרליה, עדיין, עדיין, 000.

מדיניות ופחמן חשבונאות

ממשלות מתחילות לתגמל את פליטת הפחמן במבנים.סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) המליצה כי קודי בנייה לאומיים כוללים גבולות פחמן מגולמים, ומפיקים חומריים מסוגלים למכור אשראי פחמן מאוחסנים במבנים עץ.כאשר בניין משתמש במבוק או עץ מהיר, הפחמן הוא למעשה ספוג עבור החיים של הבניין (לעתים קרובות 50+ שנים), הרבה יותר מאשר אותו בניין משתמש במבוק או עץ מהיר, אשר עשוי להיות בעל עלות חומרים נמוכים יותר.

באיחוד האירופי, ה-Renewable Energy Directive (RED II) המתוקן כולל אנרגיה ביולוגית מעץ, אך מדיניות מתפתחת מעדיפה יותר ויותר מוצרי עץ ארוכים על הבעירה.כפי שמדיניות זו בוגרת, הערך של עץ גדל במהירות כחומר בניין יעלה.

ניהול דיגיטלי של צמחים

יער טרום השימוש בדימויים לוויין, LiDAR סריקה, ומבחר גנטי הוא מאיץ את שיעורי הצמיחה של מינים גדולים במהירות. , היברידיות פופלר עם 30% צפיפות סיבים גבוהה יותר והתנגדות מזיקים משופרת פותחו באמצעות גידול מחוספסת סימון. Bamboo צמחי יכול להיות מנוהל עם השקיה אוטומטית ניטור תזונתי כדי למקסם את קוטר ומדים אלה להבטיח אספקת אנרגיה יציבה של מוצרים ממוחזרים עבור איכות גבוהה.

מסקנה

היער המהיר והמגדל המהיר אינם רק חומרי נישה לפרויקטים ידידותיים לסביבה – הם אפשרויות אסטרטגיות לתעשיית הבנייה שחייב להידרדר במהירות ולבנות דיור סביר יותר.מחזורי הצמיחה המהירים שלהם, יחסי כוח גבוהים למשקל, והתאמה עם ייצור דיגיטלי הופכת אותם לתאים ייחודיים לדרישות של אורבניזציה.