מדע וטכנולוגיה

חומר הבניה המתקדם בעולם הוא בעצם עץ

עץ, אחד מחומרי הבניה העתיקים ביותר חוזר בגרסה חדשנית אשר תאפשר בניית גורדי שחקים גבוהים וסביבתיים יותר.

צילום: Visual Hunt

עצים הם כנראה חומר הבניה העתיק ביותר בעולם. כבר בימי קדם בנו בתים, אוניות ומבצרים מעצים. הבחירה הייתה פשוטה, לעצים יש הרבה חוזק והם זמינים וזולים.
עצים שלטו ביד רמה בחומרי הבניה בעבר ואפילו כשאנשים התחילו להתמקד יותר באבנים הם עדין השתמשו בעצים כקורות תמיכה.

אבל כמו בסיפור הידוע על שלושת החזירונים שבו רק הבית של החזירון האחרון העשוי אבן, שורד את נשיפתו העוצמתית של הזאב אנשים הבינו שאבן הרבה יותר חזקה ועמידה. בטח כאשר האבן הזאת היא בעצם בטון מזוין מחוזק במוטות פלדה. בזכות קורות הפלדה אנשים הצליחו לבנות גורדי שחקים מבלי לחשוש שהמבנים יפלו או ישרפו.
וכך הברזל והבטון השאירו את העץ הרחק מאחור בסיבוב כשכל מה שנותר לו בתור שימוש הוא רהיטים ובתים פשוטים.

אבל הסיבוב הוא עגול והגלגל מסתובב, והעץ חזר לאופנה כחומר בנייה מתקדם בתור CLT – Cross Laminated Timber. רגע לפני שאנחנו רצים חשוב לעצור ולהסביר מה זה החומר הזה עץ בכלל.

עץ, חומר שלא כל השאר

עץ הוא דוגמה קלסית לחומר מרוכב. כן, אותה משפחה של חומרים שממנה בונים את מטוסי, אופני וספינות העתיד. חלקכם שמעו על אופניים הבנויות מפיברגלס או אולי אפילו סיבי פחמן ועל המשקל המדהים והחוזק שלהן. התכונות של האופניים נובעות מהמבנה הייחודי של חומרים מרוכבים. הרעיון בבסיסה של המשפחה הזאת הוא בערך כך: בואו ניקח סיבים של חומר ממש חזק (סיבי פחמן, סיבי זכוכית, ננו צינוריות פחמן וכו') ונשלב אותם בחומר חזק פחות אבל גמיש יותר ובעל עמידות לסביבה כך שנוצר חומר עם סיבים אשר נותנים לו את חוזקו היושבים בתוך מטריצה (מינוח מקצועי) שנותנת לו גמישות ומגנה על הסיבים מפני נזקי סביבה וכך נרוויח מכל הכיוונים.

את הרווח הזה גילו ושכללו בטבע כבר מזמן, עור, עצמות, שריון של בעלי חיים וכמובן עצים הם חומרים מרוכבים. חלקם משוכללים עד כדי כך שהחומרים שאנחנו מייצרים באופן מלאכותי בכלל לא מגרדים אותם מבחינת מורכבות (שריון של צב לדוגמה משנה את תכונות החוזק שלו כתלות בכוח שמופעל עליו – לוחצים יותר חזק, השריון מתחזק יותר).

צילום: J.Smith831 – מכסה מנוע של רכב העשוי סיבי פחמן

עצים הם גם חומר מרוכב, הם עשויים סיבי צלולוזה היושבים בתוך מטריצת ליגנין. עוד תכונה שיש לעץ היא כיווניות, לעץ יש חוזק שונה בכיוון שונה (נניח שאפשר להסתכל על כיוון הצמיחה ככיוון אחד והכיוון הניצב לכיוון הזה ככיון נוסף, וכל אחד מהם בעל חוזק שונה) זאת בניגוד לברזל שלו תכונות חוזק אחידות בכל כיוון פחות או יותר (יש יוצאים מהכלל).
תכונת הכיווניות היא שימושית אבל לא תמיד טובה כאשר אנחנו רוצים להשתמש בחומר עליו מופעלים כוחות מכמה כיוונים. במצב אידאלי היינו רוצים שהעץ יהיה חזק מאוד בכל הכיוונים ולא רק בחלקם.

את הבעיה הזאת הבינו כבר בשנת 5400 לפנה״ס יושבי מסופוטמיה (עיראק של ימינו) מצאו שהדבקת שכבות עץ בניצב אחת על השנייה כאשר כל שכבה מכוונת בכיוון שונה נותנת חומר בעל תכונות משופרות, חומר זה מכונה עץ לבוד. אז הבנו שעץ הוא חומר מרוכב טבעי וחזק ואפשר אפילו לשפר אותו על ידי הדבקת שכבות שונות שלו אחת על השנייה, אבל עדין לא ברור איך בונים ממנו גורד שחקים.

By Anne annette

 

Cross Laminated Timber 

כבר היום נבנו ונבנים מבני ענק מעץ בהם: Holzhaus H, Brock Commons, Stadthaus ו- Forte. המשותף לכל המבנים הללו היא שיטת הבנייה מ-CLT שהוא שדרוג של העץ הלבוד. ה-CLT בנוי פלטות עץ גדולות המודבקות בניצב אחת לשנייה וכתוצאה מכך החומר הזה מקבל חוזק דמוי פלדה אך במשקל נמוך בהרבה מה שמאפשר בנייה לגובה רב יותר עם יותר שטח שמנוצל לטובת המשתמש ולא לשרידות המבנה. היתרונות לא נגמרים בחוזק, עץ סופג פחמן וכתוצאה מכך מבנים אלו בעצם בולעים פחמן ולא יוצרים אותו בניגוד למבני בטון שתהליך ייצור חומרי הגלם שלהם פולט הרבה גזי חממה לאוויר.

By Y.Hilinci

אתם קראתם עד עכשיו וכנראה ששאלתם את עצמכם, זה נחמד מאוד אבל עץ דליק, וזו אחת הסיבות שעץ יצא משימוש עם הזמן בבנייה. עד כאן אתם צודקים אבל הדבר פחות משמעותי עבור ה- CLT. כאשר עץ נשרף הוא יוצר שכבה מפחמנית דחוסה העמידה לאש. אם העץ דק או שניתן לחדור את השכבה הפחמנית כמובן ששרפה נהיית סכנה משמעותית אבל אם העץ הוא עבה, השכבה הזו מונעת מהאש להתפשט ותוך כדי שומרת על העץ מוצק בניגוד למבני בטון שבהם הברזל עלול להינתך בשרפות קשות כדוגמת אירוע מגדלי התאומים (פרק על מכניקת התרסקות).

חשוב גם לדבר על בידוד, מי מאיתנו שגר בבית ישן הרגיש את מחזורי הטבע עד לשד עצמותיו בין אם זה חום ובין אם זה קור. הסיבה לכך היא שבטון ואבנים למיניהן מוליכות חום יותר טוב מאוויר וכתוצאה מכך אי אפשר לשמור על טמפרטורה קבועה ונעימה בבית. במבנים מודרניים משלבים לבנים חלולות בכדי ליצור בידוד, אבל כשמדברים על עץ זה בכלל לא נחוץ משום שהוא חומר מבודד חום. בידוד החום של העץ יחסוך בהוצאות החשמל על חימום בתורו.

By Elke Wetzig 

חשוב לציין שישנם גם מספר חסרונות בהם בידוד אקוסטי שדורש שכבה כפולה של CLT בכדי לעמוד בתקנים וגם העלות של החומר הזה כיום גבוהה משום שעדיין אין שיטות ייצור מתקדמות, אבל עם הזמן ימצאו פתרונות לבעיות אלו וכנראה שאנחנו נמצא את עצמנו גרים במבני עץ שוב, רק שהפעם הם יהיו גבוהים הרבה יותר.

מירון לב

חומר הבניה המתקדם בעולם הוא בעצם עץ

תגובות

השאר תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.


הנצפים ביותר

‎למעלה

אהבתם את התכנים שלנו?לחצו לייק וקבלו עדכונים שוטפים

טעות בפרסום?

עזרו לנו להבין את הטעות, כתבו לנו דרך תיבת הטקסט את הטענה ואנחנו נשמח להתייחס ולתקן את הפרסום. לפרטים נוספים צרו קשר דרך [email protected]

x
עדכון שבועי על תוכן מרחבי הרשת לתיבת המייל שלכם, מתאים? הרשמו עכשיו !

הרשמו באמצעות כתובת המייל שלכם ותהנו מעדכון שבועי קבוע של החדשות החמות מרחבי הרשת, ובחינם!

באתר זה פועלת אמנת פרטיות ואנטי-ספאם