תכנון מקומות גדולים עם מבנים בעלי גג עץ מודע אקולוגית מייצג שינוי עמוק לעבר בנייה בת קיימא ללא שאיפה אדריכלית היערכות הנדסית. כמו מגזר הבנייה חשבונות כמעט 40% מפליטת הפחמן העולמית, הבחירה של חומר מבני נושאת משקל סביבתי משמעותי. טיםבר, כאשר מקורו באחריות ומהנדס נכון, מציע אלטרנטיבה מתחדשת לפלדה וקונקרטיות כי נועלים פחמן ותומכת חיבור ביופילי עבור הדיירים.

יתרונות של מבנים של וודן

אחריות וטביעת רגל

ווד הוא החומר המבני היחיד שמתחדש ומאחסן פחמן לאורך חייו. יערות המנוהלים באופן בלתי צפוי פליט פחמן כעצים גדלים, וכי פחמן נשאר נעול בעץ גם לאחר הקציר גג עץ המוני טיפוסי יכול להימנע מכמה אלפי טונות של CO2 השווה לפלדה שווה ערך או מבנה קונקרטי.כאשר העץ מקורו ביערות מוסמכים - כגון אלה תחת מועצת היער של סטירוד (F) או תוכנית שימור של יערות סביבתיים (Reverseity) או פרימיים אחראיים (Residereativeity) הוא בעל השפעה על ידי גירוי סביבתית (Residereativeity) או מבנה.

יתרונות ביופיליים ואסתטי

פני השטח עץ חשופים יוצרים אווירה חמה וטבעית כי פלדה ו בטון לא יכולים לשכפל.מחקר בפסיכולוגיה סביבתית מראה באופן עקבי כי חומרים טבעיים להפחית את הלחץ, לשפר את התפקוד הקוגניטיבי, ולשפר את הרווחה הכללית. עבור מקומות גדולים כמו זירות ספורט או מרכזי אמנויות הבמה, שבו אלפי אנשים לאסוף, אפקט הביופילי יכול לתרום לחוויה נעימה יותר ואפילו להפחית תלונות על איכות האוויר מציע גם חום חזותי ומרקם, המאפשר לחתימת גג אורגני של הבניין עצמו.

יעילות וגמישות מבניים וגמישות

עץ יש יחס מעולה במשקל כוח-על-מנת-על-מנת עץ מוטבע (GLULAM) ועץ חצו-מחוסן (CLT) יכול להשיג אורכו של 100 מטרים או יותר כאשר הוא תוכנן כקשתות, הדרים, או רשתות.המשקל העצמי התחתון מקטין את העומס על יסודות ותומך בעמודות, להפחית את הצורך בחפירה עמוקה ומבנה כבד.

Insulation and Energy Performance

ווד הוא אינסטלטור טבעי.ההתנהלות התרמית של עץ מוצק היא בערך 0.12-0.15 W/mK, נמוך משמעותית מפלדה (50 W/mK) או בטון (1.7 W/mK) בעוד שגג עץ מבני אינו תחליף ל בידוד מתמשך, הוא מקטין גלימות תרמיות ויכול לשפר את הביצועים הכוללים בשילוב עם בידוד מסורתי, במקומות גדולים, שבו הגג יכול להיות מתורגם אפילו לחיסכון תפעולי משמעותי יותר מעשורים.

בטיחות אש וקוד

בניגוד לתפיסה הרווחת, עץ המוני מבצע היטב באש.חברים מעץ גדול (GLULAM, CLT) כריז בקצב צפוי - באופן חד-משמעי 0.7 מ"מ לדקה - ואת שכבת ה- char מבודדת את העץ הפנימי, ללא צרבת, המאפשר למבנה לשמור על יכולת העמסה שלו עבור תקופות בנייה מורחבות.

עלויות וכלכלה מחזור חיים

בעוד העלות החומרית של עץ מהונדס יכול להיות דומה פלדה או בטון, העלות הכוללת של הבנייה לעתים קרובות לטובת עץ. יסודות אור, זקפה מהירה יותר (שותפים הם prefabricated ומגיעים באתר מוכן להתקין), מופחתת צורך בציוד כבד, ותחת עלויות עבודה באתר כולו לתרום חיסכון כולל.

שיקולים עיצוביים

בחירה והסמכת חומריים

בחירת מין עץ הנכון ומוצר ממונדס הוא קריטי. Softwoods כמו דאגלס אש, spruce-pine-פיר (SPF), ו larch הם נפוצים עבור GLULAM ו CLT בצפון אמריקה ובאירופה. עבור עיגולים גדולים, GLULAM מציע שיטות כוח גבוהות ויציבות ממדית, בעוד CLT מוסמך מספק יכולת אסתטית מתמשכת עבור צורות מורכבות עץ (N-Fal-D) יש לציין דרישות עץ חלופיות (D) ו-R) ו-R) יש לציין את כל אחת ולתמיד דרישות עץ חלופיות (DLTFD)

הנדסה מבנית ו-ספאן Capabilities

תכנון גג עץ עבור מקום גדול דורש שיתוף פעולה הדוק בין האדריכל והמהנדס.הגג חייב לעמוד בפני עומסי כבידה (דאד וחי עומסים כגון שלג), לרומם, וכוחות מבניים משותפים כוללים:

  • (ב) ⁇ :0 ⁇ ופורטלים: ⁇ 1:1 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : (ב) , 1 (ב) , מקבילה, או מזחלות מעגות בגללאם או עץ מחוספס פלדה יכול לעגל 30-100 מטרים.
  • (ב) ⁇ :0) ; (ב) , (ב) ,ב"ד: "התחר" (ב) ,"ה) ,"ב[[1924]], "[[1924]]]]"ב[[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]
  • (ב) רדיאל ג'לאאם (Ral GLULAM ribs) או לוחות CLT יכולים ליצור גגות hemispherical המשתרעים על פני 60–120 מטר.

ניתוח אלמנטים סופי מתקדם (FEA) וכלים עיצובים מטריים מאפשרים למהנדסים לייעל את הגדלים החברים, למזער את הפסולת, ולאמת ביצועים תחת עומס קיצוני.FLT:0WoodWorkssveFLT:1 מציע סיוע עיצוב טכני חינם ומחקרי מקרה עבור פרויקטים גדולים של עץ.

Acoustics and Sound control

מקומות גדולים כגון אולמות קונצרטים, אצטדיון ומרכזי ועידה דורשים אקוסטיקה מבוקרת.משטחי עץ יכול להיות רפלקטיבי, אשר עשוי להיות רצוי למוסיקה אבל בעייתי עבור דיבור. אסטרטגיה נפוצה היא לשלב עץ חשוף עם לוחות אקוסטיים מחונמים, סופגים מעופפים בד, או משטחים מעוקלים מעוקלים המאפשרים לעבור דרך בידוד מאחורי הקלעים.

הגנה מפני אש ובטיחות חיים

בניית קודים עבור מקומות גדולים הם מחמירים בשל עומסי נוסעים גבוהים. עיצוב בטיחות אש עבור גג עץ חייב לטפל:

  • (ב) חישוב שכבתי:0(Charchar:0) ↑ ,ד"ר פרק 1 (ה) נדרש לשמור על יכולת עומס לאחר חשיפה של אש מוגדרת (בדרך כלל 60 דקות).
  • מערכות פרטיות:0 (FLT:103) מקומות גדולים כבר דורשים מזרקים; אלה למעשה שריפות שליטה לפני שהם מגיעים למבנה.
  • (ב) בסמכות שיפוטית מסוימת, יש לכסות עץ חשוף עם שכבת צוענים מכוונת אש, אך קודים רבים מאפשרים כיום עד 20% משטח הגג לחשיפה של עץ המוני.
  • טיפול חוזר (FLT:0) של טיפול חוזר: 1FreaLT 1 (מעודכן) או מעכבי אש יישומיים יכול לשפר את ביצועי האש של עץ.

בדיקות אש בקנה מידה מלא הוכיחו כי מבנים עץ המוני לשמור על שלמות הרבה מעבר לדרישות קוד, להרוויח ביטחון מנשפים אש וחברות ביטוח כאחד.

הגנה סביבתית והגנת הסביבה

עץ הוא Hygroscopic, כלומר הוא סופג ומשחרר לחות בתגובה לחות הסביבה.במקום גדול, שליטה לחות חיוני כדי למנוע שינויים ממדיים, דעיכה ועצב. אסטרטגיות עיצוב מפתח כוללות:

  • (ב) ,0) ,הסבר: "התחילה" (ב) "התעלו" (במדברים, כ"ד) ו"הברכה" (במדבר כ"ד).
  • (ב) ,0) , נביחות פתוחות: ⁇ 1 (ב) מאפשרות לגג לנשום אל החיצוני, למנוע צבירת לחות בתוך העץ.
  • (ב) טיפול שימור:0 (Wood Guard Treatment: FLT:103) אזורים המוכנים לרטב (למשל, ליד קורת גג או באווירה לחמה), ניתן לטפל בלחץ או באופן טבעי במינים עמידים כמו cedar אדום מערבי או locust שחור ניתן לציין.
  • (FLT:0) הפיקוח על הבנייה: FLT:1 ווד צריך להיות יבש בין משלוח וסגרה. מ"מ Moisture יכול לעקוב אחר תכולת לחות (MC); בדרך כלל, MC צריך להיות מתחת 18% לפני המתחם ו מתחת 12% עבור סיומי פנים.

ביצועים סינתטיים ודינמית

מבנים מעץ הם דוקטרטריים מטבעם, המסוגלים להתפזר אנרגיה רעידת אדמה ללא כשלון מרוסן.מערכות עץ מונדסות כמו CLT רוקינג קירות ומסגרות GLULAM נבדקו באופן נרחב בטבלאות רועדות. עבור מקומות גדולים, הגג פועל לעתים קרובות כמו diaphragm אשר מחלק כוחות מאוחר יותר לקירות Shear או מסגרות מכופות.

השפעה סביבתית וכלכלית

הערכה של פחמן ומחזור חיים

הערכת מחזור חיים (LCA) מראה באופן עקבי כי גגות עץ יש פוטנציאל התחממות כדור הארץ נמוך יותר מאשר פלדה או חלופות קונקרטיות. A טיפוסי GLULAM גג חנויות בערך 1.5 טון של CO2 למטר מעוקב של עץ.על חיי הבניין, פליטות נטו יכולות להיות שליליות אם העץ הוא מסיק ללא ספק אחסון פחמן הוא אחראי על סוף החיים:0rethink מכיל פליטות עץ מרובים כדי להפחית את הבנייה של 30% 1-CA.

יעילות אנרגיה

בעוד מבנה הגג עצמו תורם צנוע אל המעטפה התרמית, את החוזק האוויר ניתן להשיג עם לוחות עץ המוני (במיוחד CLT) יכול להפחית את העומסים HVAC. לוחות גג CLT ניתן למרקם עם שכבות בידוד משולבות, ואת חדירות הסגולה הטמונית של עץ מאפשר את הגג לנהל ללא חסמי בנייה מכניים באקלים רבים.

כלכלה מעגלית וסוף החיים

עץ הוא אחד החומרים המבניים המיחזור ביותר.בסופו של החיים של מקום, מרכיבי העץ ניתן לפרק ולהשתמש בהם מחדש עבור מבנים אחרים אם החיבורים נועדו לטיהור (למשל, מבריכים ולא דבק) כי, עץ יכול להיות מחוספס לתוך חלקיק, סיבי עץ, או ביו דלקים, או פשוט מותר כדי להיפטר מאווירה קבועה של חומר נפץ - ללא קור רוח מתכתי דם זה - כדי להחזיר את המתכת.

ניתוח עלויות לאורך כל החיים

ניתוח עלות מפורט של מספר אוניברסיטאות וקבוצות בתעשייה (כולל אוניברסיטת קולומביה הבריטית ווודלס) מראה כי גגות עץ המוני עבור מקומות גדולים יכול להיות 5-15% זול יותר פלדה ו -10% זול יותר מאשר בטון כאשר שוקלים את לוח הזמנים של הבנייה כולו. Faster זקפה מפחית עלויות מימון ומאפשרת דיקור מוקדם יותר.

מחקרים מקרים

מגדל Mjøstårnet, נורבגיה

בשעה 85.4 מטרים (18 סיפורים), Mjøstårnet הוא אחד מבני העץ הגבוהים ביותר בעולם.מערכת מבנית שלה משתמשת בעמודות GLULAM ודבורים, ליבות CLT, וגג עץ המכסה את האזורים הנפוצים ביותר על פני הקרקע.הפרויקט הראה כי בנייה גבוהה של עץ הוא אפשרי ועמידה מבחינה כלכלית.

ריצ'מונד אולימפי אוול, קנדה

נבנה עבור אולימפיאדת החורף 2010, ה- ריצ'מונד אולימפי כולל 200,000 רגל רבוע (18,580 מ'2) גג עץ כי לא מבודד דפוס דמוי גל על המהירות המפיצה את הסול.מבנה הגג מורכב של דאגלס דליף GLULAMs וכבלי פלדה, יצירת מערכת קל משקל, ארוכה מכסה את הזירה העיקרית ללא טורים.

Nanyang Technology University Sports Hall, סינגפור

בטרופים החומצים, בניית עץ ניצבת בפני אתגרים של תקיפת פטריות וחוסר יציבות ממדית.אולם הספורט NTU בסינגפור על אלה עם דום עץ בקוטר בגובה 72 מטרים עשוי משקעי עץ מלוטשים וסיפון גג CLT. העץ טופל עם רצף טרום-רגיש, שנועד לאפשר גילוח דרך הגג לנהל לחות.ה הוכיח כי עץ המוני יכול לשגשג ב- 3,000 רחבות עץ, אשר מכוסה כיום מתקן פחמן.

מגמות וחדשנות עתידיים

Mass Timber and Hybrid Structures

מערכות היברידיות המשלבות עץ עם פלדה או בטון הופכות נפוצות יותר עבור הרחבות אולטרה-ארוכות.גיית כבל פלדה יכולה לאפשר קשתות GLULAM לעלות על 150 מטרים, בעוד ליבות קונקרטיות מספקות יציבות נגד עומסים מאוחרים יותר.הסינרגיה של חומרים משתמשת בכל מקום שבו היא מבצעת את הטוב ביותר - עץ לדחיסה ומשקל נמוך, פלדה למתח קונקרטי עבור מסה והפרדה.

עיצוב ומרקם

ייצור parametric ו CNC מאפשר לכל רכיב עץ להיות ייחודי ו מותאם לשימוש חומרי מינימלי.תתאומים דיגיטליים של מבנה הגג יכול לדמות נתיבי עומס, התנהגות תרמית ולחות הגירה. במהלך בנייה, תגי RFID משובצים במשלוח עץ ואסיפה, צמצום שגיאות.המידע יכול גם להודיע תחזוקה עתידית ושיקום. רמה זו של אינטגרציה דיגיטלית היא צמצום פסולת ועלות, מה שהופך גגות עץ ליותר נגישים לכל הגדלים.

טיפול מבוסס ו- Sustainable Treatments

הדבקים והטיפולים המשמשים בעץ המהנדס הם עצמם מתפתחים. ⁇ מבוסס סויה ו- lignin מבוסס דבקים מחליפים phenol-formaldehyde Resins, ובכך מבטלים פליטות פורמליות של דיסיידיד טבעי. חומרים כגון טננינגנס ו- silicates צוברים קרקע כמו חלופות לא רעילות לטיפולים מבוססי נחושת.

אינטגרציה עם Smart Building Systems

חיישנים Embedded בעץ יכולים לפקח על תוכן לחות, רמות מתח, וטמפרטורה בזמן אמת.ניתן להשתמש בנתונים אלה כדי להתאים את מערכות HVAC, לזהות דליפות מוקדם, ולעדכן צוותי תחזוקה של בעיות פוטנציאליות. עבור מקומות גדולים, גג עץ חכם יכול להיות חלק ממערכת ניהול בניין שמתאים את השימוש באנרגיה ואת הנוחות של הדיירים תוך הבטחת השלמות המבנית של העץ במשך עשרות שנים של פעילות.

מסקנה

מבנים בעלי גג עץ מודע לסביבה גדולה אינם ניסיוניים יותר – הם פתרון מוכח, תחרותי המיישר עם מטרות גלובליות להפחתת פחמן ופיתוח בר קיימא. היתרונות באיכות גבוהה, איכות ביולוגית, מהירות בנייה, ועלות תחרותיות להפוך עץ בחירה אטרקטיבית יותר עבור אדריכלים, מהנדסים, מפתחים, על ידי אימוץ של מיקור חומרים אחראי, הנדסה קפדנית, חדשנות והגנה על אש, לחות דיגיטלית, ייצור, מבנים דיגיטליים, לא יכול לספק משאבים לאקוניים יותר, כמו גם על פני כדור הארץ, כמו גם לא יכול לספק משאבים גדולים יותר, כמו גם על ידי אימוץ חומרים מכניים, כמו גם על ידי אימוץ משאבים גדולים, כמו גם על פני כדור הארץ, כמו גם על ידי אימוץ משאבים גדולים יותר ויותר.