يتم بناء الهياكل الخشبية لتدوم
من المباني الخشبية التي يبلغ عمرها آلاف السنين والتي صمدت أمام اختبار الزمن إلى الأبراج الخشبية الحديثة الشاهقة التي ترتفع إلى ارتفاعات أعلى، فإن الهياكل الخشبية قوية ومتينة.
المباني الخشبية تدوم لقرون
الخشب مادة متينة وقوية، وهو مادة مرنة تدوم عقودًا، بل قرونًا. ومع ذلك، لا تزال هناك مفاهيم خاطئة مفادها أن المباني المصنوعة من مواد كالخرسانة أو الفولاذ تدوم لفترة أطول من المباني المصنوعة من الخشب. وكما هو الحال مع أي مادة إنشائية، فإن التصميم الفعال هو الأساس.
لا تزال المباني الخشبية القديمة قائمة، بما في ذلك المعابد اليابانية التي تعود إلى القرن الثامن، والكنائس النرويجية ذات الألواح الخشبية التي تعود إلى القرن الحادي عشر، والعديد من هياكل الأعمدة الخشبية التي تعود إلى العصور الوسطى في إنجلترا وأوروبا. وفضلاً عن أهميتها الثقافية، صمدت هذه المباني الخشبية القديمة بفضل تصميمها وبناؤها وصيانتها الجيدة.
كنيسة لوم ستاف، النرويج | حقوق الصورة: أرفيد هويداهل
ما هو قديم هو جديد مرة أخرى
بفضل التصميم والصيانة المناسبين، توفر الهياكل الخشبية خدمة طويلة الأمد ومفيدة. ورغم أهمية المتانة، إلا أن عوامل أخرى، مثل القدرة على التكيف مع الاستخدامات الجديدة، غالبًا ما تُحدد عمر المبنى. في الواقع، لم تجد إحدى الدراسات علاقة جوهرية بين النظام الإنشائي المستخدم والعمر الافتراضي للمبنى. وتُعدّ مبيعات العقارات، وتغير احتياجات السكان، وإعادة تقسيم المناطق، من الأسباب الأكثر شيوعًا لهدم المباني. ولأن الخشب مادة متينة وقابلة لإعادة الاستخدام والتدوير، فإنه يُقلل من النفايات ويتكيف مع الاحتياجات المتغيرة.
الصورة مقدمة من Leckie Studio Architecture + Design
كيف يمكن للأشجار أن تقف بهذا الطول دون أن تسقط؟
الشجرة قوية لدرجة أن قوة الرياح العاتية، في معظم الحالات، لا تكسر جذعها وفروعها. هذه القوة الطبيعية هي نتيجة خصائص فطرية للخشب. الخشب مرن بما يكفي ليمنعه من التحطم، وصلب بما يكفي ليمنعه من الانكسار، وخفيف بما يكفي ليمنعه من الانحناء تحت وطأة وزنه. وكما كتب أحد العلماء: "لا توجد مادة مصنعة قادرة على القيام بكل هذه الأمور: البلاستيك ليس صلبًا بما يكفي؛ والطوب ضعيف جدًا؛ والزجاج هش جدًا؛ والصلب ثقيل جدًا. وبالنظر إلى وزنه، يتمتع الخشب على الأرجح بأفضل الخصائص الهندسية من أي مادة أخرى، لذا ليس من المستغرب أننا لا نزال نستخدم الخشب أكثر من أي مادة أخرى لبناء هياكلنا".
القوة الطبيعية للخشب واستقراره
الخشب مادة قوية وخفيفة الوزن بطبيعتها. تتحمل الأشجار القوى الهائلة التي تسببها الرياح والطقس وحتى الكوارث الطبيعية. ويرجع ذلك إلى أن الخشب يتكون من خلايا طويلة ورفيعة وقوية. ويمنحه التصميم المطول الفريد لجدران هذه الخلايا قوته الهيكلية. تتكون جدران الخلايا من السليلوز واللجنين والهيميسليلوز. وعند تحويلها إلى منتجات خشبية، تواصل هذه الخلايا تقديم حلول هيكلية خفيفة الوزن ورشيقة، تتمتع بقوة تضاهي مواد البناء الأخرى.
نتيجةً لذلك، ورغم خفة وزنها، تستطيع منتجات الخشب تحمّل قوى ضغط وشد كبيرة، خاصةً عند تطبيق قوى ضغط وشد موازية لألياف الخشب. على سبيل المثال، يمكن لمربع واحد من خشب التنوب دوغلاس، بأبعاد 10 سم × 10 سم، أن يتحمل ما يقرب من 5000 كجم تحت ضغط موازٍ لألياف الخشب. كمادة بناء، يتميز الخشب بأداء جيد تحت الضغط نظرًا لصلابة المادة، أي مدى انحناءه قبل التآكل أو التلف. يُعد الخشب خيارًا مثاليًا للهياكل التي يكون فيها الضغط ثابتًا ومنتظمًا، مما يجعله خيارًا جيدًا للهياكل التي تتحمل أحمالًا عالية لفترات طويلة.
حقوق الصورة: نيك ويست
الخشب المصمم هو خيار جيد للتطبيقات الخارجية
يبدو الخشب المكشوف في محطة برينتوود تاون سنتر، الذي يزيد عمره عن عقد من الزمان، وكأنه جديد تمامًا. وللحفاظ على أدائه ومظهره الرائع، استخدم الفريق الخشب المجفف في الفرن أو الخشب المُصنّع هندسيًا فقط، وصمم هيكل المحطة بطريقة تضمن مقاومة الخشب للعوامل الجوية من خلال الانحراف والصرف.
الانحراف والصرف والتجفيف ومتانة المباني الخشبية
يمكن تجنب مشاكل مثل التسوس والعفن من خلال العناية الدقيقة بالمباني الخشبية لمنع تعرضها للماء واحتجاز الرطوبة. ويمكن إدارة الرطوبة وتجنب التسوس في المباني الخشبية باستخدام أربع استراتيجيات شائعة: الانحراف، والصرف، والتجفيف، واستخدام مواد متينة.
يُعدّ الانحراف والصرف خطي الدفاع الأول. تعمل أجهزة الانحراف (مثل الكسوة وألواح النوافذ) على اعتراض الثلج والأمطار ومصادر الرطوبة الأخرى على الواجهة الخارجية للمبنى، وتحويلها بعيدًا عن المناطق الحساسة. يضمن الصرف إزالة أي تسرب للمياه إلى الواجهة الخارجية للهيكل بأسرع وقت ممكن، مثل تجويف تصريف مدمج في جدران حواجز المطر.
يتعلق التجفيف بالتهوية وتدفق الهواء ونفاذية الهواء في المباني الخشبية. تتميز المباني الخشبية عالية الأداء اليوم بقدرتها على تحقيق إحكام غلق ممتاز مع الحفاظ على نفاذيتها. في هذه الحالة، تنتشر الرطوبة إلى الخارج، مما يقلل من خطر التكثف ونمو العفن، ويعزز الأداء الحراري.
حديقة ويسلر الأولمبية | حقوق الصورة: KK Law
لماذا يعد الخشب خيارًا جيدًا للبيئات الرطبة؟
بفضل التصميم المناسب، تتمتع العديد من المنتجات والأنواع الخشبية بمقاومة عالية للرطوبة، وللعديد من المواد الكيميائية والظروف التي تؤثر سلبًا على المواد الأخرى، مثل الأملاح المسببة للتآكل، والأحماض المخففة، والغازات الصناعية، وهواء البحر. ونظرًا لمقاومته لهذه العوامل، غالبًا ما يكون الخشب مناسبًا للمباني ذات مستويات الرطوبة العالية، مثل المنشآت المائية. يتميز الخشب بخاصية امتصاص الرطوبة، أي أنه يتبادل الرطوبة باستمرار مع الهواء المحيط، مما يساعد على التحكم في الرطوبة وموازنة الرطوبة الداخلية. وتقاوم الهياكل الخشبية في البيئات الرطبة، مثل المنشآت المائية، الانكماش أو الالتواء الناتج عن الرطوبة.
المتانة الطبيعية ومقاومة التآكل
إلى جانب الانحراف والصرف والتجفيف، تُعدّ المتانة الطبيعية للخشب خط دفاع إضافي. تُوفّر غابات كولومبيا البريطانية أنواعًا من أشجار الأرز الأحمر الغربي والأرز الأصفر والتنوب دوغلاس. تتميز هذه الأنواع بدرجات متفاوتة من مقاومة الحشرات والتحلل في حالتها الطبيعية، وذلك بفضل مستوياتها العالية من المواد الكيميائية العضوية المعروفة باسم المستخلصات. المستخلصات هي مواد كيميائية طبيعية تترسب في لب أنواع معينة من الأشجار أثناء تحويلها لخشب العصارة إلى لب. تُناسب هذه الأنواع الاستخدامات الخارجية مثل ألواح الجدران الخارجية، والأرضيات الخشبية، والأسوار، والأسقف، وإطارات النوافذ، بل وتُستخدم أحيانًا في صناعة القوارب والاستخدامات البحرية نظرًا لمتانتها الطبيعية.
تتميز الهياكل الخشبية بأداء يدوم طويلًا، وغالبًا ما يُغني استخدام التفاصيل الدقيقة عن المعالجات الكيميائية. في بعض الحالات، عند تعرض الخشب للماء باستمرار - مثل الأرضيات الخارجية أو الواجهات - أو استخدامه في مناطق معرضة للحشرات التي تتغذى على الخشب، قد يلزم اتخاذ تدابير إضافية. قد يشمل ذلك استخدام المواد الحافظة والمعالجات بالضغط العالي لزيادة مقاومة الخشب للتلف. ويتجه المصممون بشكل متزايد إلى حلول تصميم مبتكرة ومعالجات طبيعية للخشب تقلل أو تمنع استخدام المواد الحافظة الكيميائية.
أربعة مستضيفين لجناح الأمم الأولى | حقوق الصورة: KK Law
الفحم اللامع العميق يوفر الجمال والقوة
مركز ابتكار وتصميم الأخشاب، وهو مشروع تجريبي للأخشاب الطويلة، مُغطى بخشب الأرز الأحمر الغربي المُتآكل بفعل العوامل الجوية الطبيعية والمُحترق - وهي تقنية حماية نشأت في اليابان في القرن الثامن عشر تُسمى "شو سوغي بان". يُقبل الناس على هذه التقنية لجمالها الفريد، فهي تُضفي عليها لونًا أسود فحميًا لامعًا عميقًا، مع زيادة مقاومتها للحشرات والحرائق والطقس.
مركز الابتكار والتصميم الخشبي | مصدر الصورة: برودر للإنتاج
وقت النشر: 05-04-2025
