تُبنى الهياكل الخشبية لتدوم
من المباني الخشبية التي يعود تاريخها إلى آلاف السنين والتي صمدت أمام اختبار الزمن إلى الأبراج الخشبية الحديثة الشاهقة التي ترتفع باستمرار، فإن الهياكل الخشبية قوية ومتينة.
تصمد المباني الخشبية لقرون
الخشب مادة متينة وقوية، تتميز بقدرتها على التحمل وتدوم لعقود، بل لقرون. ومع ذلك، لا تزال هناك مفاهيم خاطئة مفادها أن المباني المصنوعة من مواد مثل الخرسانة أو الفولاذ تدوم لفترة أطول من المباني الخشبية. 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 الخشبية التي تعود إلى القرن الحادي عشر، والعديد من المباني الخشبية ذات الطراز المعماري التقليدي في إنجلترا وأوروبا. وبعيدًا عن أهميتها الثقافية، فإن هذه المباني الخشبية القديمة باقية بفضل تصميمها وبنائها وصيانتها المتقنة.
كنيسة لوم الخشبية، النرويج | حقوق الصورة: أرفيد هويدال
ما هو قديم يعود جديداً
مع التصميم والصيانة المناسبين، توفر الهياكل الخشبية خدمة طويلة الأمد ومفيدة. ورغم أهمية المتانة، إلا أن عوامل أخرى، مثل القدرة على المرونة والتكيف مع الاستخدامات الجديدة، هي التي تحدد عمر المبنى. في الواقع، لم تجد إحدى الدراسات أي علاقة جوهرية بين النظام الإنشائي المستخدم والعمر الفعلي للمبنى. غالبًا ما تكون عمليات بيع العقارات، وتغير احتياجات السكان، وإعادة تقسيم المناطق، هي الأسباب الرئيسية لهدم المباني. وباعتبار الخشب مادة متينة وقابلة لإعادة الاستخدام والتدوير، فإنه يساهم في تقليل النفايات والتكيف مع الاحتياجات المتغيرة.
الصورة مقدمة من استوديو ليكي للهندسة المعمارية والتصميم
كيف تقف الأشجار شامخة بهذا الشكل دون أن تسقط؟
تتمتع الشجرة بقوة هائلة تجعلها، في معظم الحالات، بمنأى عن قوة الرياح العاتية التي قد تكسر جذعها وأغصانها. هذه القوة الطبيعية نابعة من الخصائص المتأصلة في الخشب. فالخشب مرن بما يكفي ليقاوم التكسر، وصلب بما يكفي ليقاوم الكسر، وخفيف بما يكفي ليقاوم الانحناء تحت وطأة وزنه. وكما كتب أحد العلماء: "لا يمكن لأي مادة مصنعة أن تجمع كل هذه الخصائص: فالبلاستيك ليس صلباً بما يكفي، والطوب ضعيف للغاية، والزجاج هش للغاية، والفولاذ ثقيل للغاية. وبالمقارنة مع وزنه، يمتلك الخشب على الأرجح أفضل الخصائص الهندسية بين جميع المواد، لذا فليس من المستغرب أننا ما زلنا نستخدم الخشب أكثر من أي مادة أخرى في بناء منشآتنا."
قوة الخشب الطبيعية واستقراره
الخشب مادة قوية وخفيفة الوزن بطبيعتها. تستطيع الأشجار تحمّل قوى هائلة ناتجة عن الرياح والطقس وحتى الكوارث الطبيعية. ويعود ذلك إلى أن الخشب يتكون من خلايا طويلة ورفيعة وقوية. ويُعزى هذا المتانة الهيكلية إلى التصميم الفريد والممتد لجدران هذه الخلايا. تتكون جدران الخلايا من السليلوز واللجنين والهيميسليلوز. وعند تحويلها إلى منتجات خشبية، تستمر هذه الخلايا في توفير حلول هيكلية خفيفة الوزن ومرنة، تتمتع بقوة تضاهي مواد البناء الأخرى.
وبالتالي، فرغم خفة وزنها، تتمتع المنتجات الخشبية بقدرة تحمل عالية، خاصةً عند تطبيق قوى الضغط والشد الموازية لألياف الخشب. فعلى سبيل المثال، يمكن لقطعة واحدة من خشب التنوب دوغلاس، مربعة الشكل بأبعاد 10 سم × 10 سم، أن تتحمل ضغطًا يصل إلى 5000 كجم تقريبًا موازيًا لأليافها. يُعد الخشب مادة بناء ممتازة، فهو يتميز بمقاومته العالية للإجهاد نظرًا لصلابته، مما يجعله مناسبًا للهياكل التي تتحمل أحمالًا عالية لفترات طويلة.
حقوق الصورة: نيك ويست
يُعد الخشب المُصنّع خيارًا جيدًا للتطبيقات الخارجية
رغم مرور أكثر من عقد على إنشائها، تبدو الأخشاب المكشوفة في محطة مركز مدينة برينتوود جديدة تماماً. وللحفاظ على أدائها ومظهرها الرائع، استخدم الفريق أخشاباً مجففة في أفران خاصة أو أخشاباً مصنعة، وصمم هيكل المحطة بطريقة تحمي الأخشاب من العوامل الجوية من خلال الانحراف والتصريف.
الانحراف، والتصريف، والتجفيف، ومتانة المباني الخشبية
يمكن تجنب مشاكل مثل التلف والعفن من خلال تصميم المباني الخشبية بشكل مناسب لمنع تعرضها للماء وتراكم الرطوبة. ويمكن التحكم في الرطوبة ومنع التلف في المباني الخشبية باستخدام أربع استراتيجيات شائعة: الانحناء، والصرف، والتجفيف، واستخدام مواد متينة.
يُعدّ التوجيه والتصريف خط الدفاع الأول. تعمل أجهزة التوجيه (مثل الكسوة الخارجية وأغطية النوافذ) على اعتراض الثلوج والأمطار ومصادر الرطوبة الأخرى على واجهة المبنى الخارجية وتوجيهها بعيدًا عن المناطق الحساسة. أما التصريف، فيضمن إزالة أي تسرب للمياه إلى خارج المبنى بأسرع وقت ممكن، وذلك من خلال تجويف تصريف مدمج في جدران الحماية من المطر.
يرتبط التجفيف بالتهوية وتدفق الهواء ونفاذية المبنى الخشبي. تتميز المباني الخشبية الحديثة عالية الأداء بقدرتها على تحقيق إحكام ممتاز للهواء مع الحفاظ على نفاذيتها. في هذه الحالة، ينتشر الرطوبة إلى الخارج، مما يقلل من خطر التكثف ونمو العفن، ويعزز الأداء الحراري.
حديقة ويستلر الأولمبية | حقوق الصورة: كي كي لو
لماذا يُعد 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، يُعد الخشب خيارًا مثاليًا للمباني ذات مستويات الرطوبة العالية، كالمنشآت المائية. يتميز الخشب بخاصية امتصاص الرطوبة، أي أنه يتبادل الرطوبة باستمرار مع الهواء المحيط، مما يساعد على التحكم في الرطوبة الداخلية وتحقيق التوازن فيها. كما أن الهياكل الخشبية في البيئات الرطبة، كالمنشآت المائية، تقاوم الانكماش أو التشوّه الناتج عن الرطوبة.
متانة طبيعية ومقاومة للتلف
إلى جانب الانحراف والتصريف والتجفيف، تُشكل متانة الخشب الطبيعية خط دفاع إضافي. توفر غابات كولومبيا البريطانية أنواعًا متينة طبيعيًا، بما في ذلك الأرز الأحمر الغربي، والأرز الأصفر، وشجرة التنوب دوغلاس. تتميز هذه الأنواع بدرجات متفاوتة من المقاومة للحشرات والتلف في حالتها الطبيعية، وذلك بفضل المستويات العالية من المواد الكيميائية العضوية المستخلصة. هذه المواد هي مواد كيميائية طبيعية تترسب في قلب خشب بعض أنواع الأشجار أثناء تحويلها للخشب العصاري إلى خشب القلب. تُعد هذه الأنواع مناسبة تمامًا للاستخدامات الخارجية مثل التكسية الخارجية، والأرضيات الخشبية، والأسوار، والأسقف، وإطارات النوافذ، بل وتُستخدم أحيانًا في صناعة القوارب والاستخدامات البحرية نظرًا لمتانتها الطبيعية.
توفر الهياكل الخشبية أداءً يدوم طويلًا، وغالبًا ما يُغني استخدام التفاصيل الدقيقة عن الحاجة إلى المعالجات الكيميائية. في بعض الحالات، عندما يكون الخشب مُعرَّضًا للماء ومُلامسًا له باستمرار - كما هو الحال في الأرضيات الخارجية أو الجدران الخارجية - أو عند استخدامه في مناطق مُعرَّضة للحشرات التي تتغذى على الخشب، قد يلزم اتخاذ تدابير إضافية. قد تشمل هذه التدابير استخدام مواد حافظة ومعالجات عالية الضغط لزيادة مقاومة الخشب للتلف. يتجه المصممون بشكل متزايد إلى حلول تصميم مبتكرة ومعالجات طبيعية للخشب تُقلل أو تُغني عن استخدام المواد الحافظة الكيميائية.
جناح الأمم الأولى فور هوست | حقوق الصورة: كي كي لو
يُضفي الفحم اللامع العميق جمالاً وقوة.
مركز ابتكار وتصميم الأخشاب، وهو مشروع نموذجي طويل للأخشاب، مُغطى بخشب الأرز الأحمر الغربي المُعرّض للعوامل الجوية والمُتفحّم طبيعيًا - وهي تقنية وقائية نشأت في اليابان في القرن الثامن عشر تُسمى "شوجي بان". ويُشتهر هذا المشروع بجماله الفريد، حيث تُضفي عليه هذه العملية لونًا أسودًا داكنًا لامعًا، مع منحه مقاومة إضافية للحشرات والنار والعوامل الجوية.
مركز الابتكار والتصميم الخشبي | مصدر الصورة: برودر للإنتاج
تاريخ النشر: 5 أبريل 2025
