Struktur kayu dibina untuk bertahan
Daripada bangunan kayu berusia ribuan tahun yang telah bertahan dalam ujian masa kepada menara kayu tinggi moden yang semakin tinggi, struktur kayu adalah kuat dan tahan lama.
Bangunan kayu bertahan selama berabad-abad
Tahan lama dan kuat, kayu adalah bahan berdaya tahan yang menyediakan perkhidmatan selama beberapa dekad, malah berabad-abad lamanya. Namun persepsi salah masih wujud bahawa bangunan yang diperbuat daripada bahan seperti konkrit atau keluli tahan lebih lama daripada bangunan yang diperbuat daripada kayu. Seperti mana-mana bahan struktur, reka bentuk yang berkesan adalah yang penting.
Bangunan kayu purba terus berdiri termasuk kuil Jepun abad ke-8, gereja stave Norway abad ke-11, dan banyak struktur pasca dan rasuk zaman pertengahan di England dan Eropah. Di luar kepentingan budaya mereka, bangunan kayu lama ini bertahan kerana ia direka bentuk, dibina dan diselenggara dengan baik.
Gereja Lom stave, Norway | Kredit foto: Arvid Høidahl
Yang lama baru lagi
Dengan reka bentuk dan penyelenggaraan yang betul, struktur kayu menyediakan perkhidmatan yang panjang dan berguna. Dan walaupun ketahanan adalah pertimbangan penting, selalunya faktor lain, seperti keupayaan untuk melentur dan menyesuaikan diri dengan kegunaan baharu, yang menentukan jangka hayat sesebuah bangunan. Malah, satu kajian mendapati tiada hubungan yang signifikan antara sistem struktur yang digunakan dengan kehidupan sebenar bangunan tersebut. Penjualan hartanah, perubahan keperluan penghuni dan pengezonan semula lebih kerap menjadi sebab bangunan dirobohkan. Sebagai bahan tahan lama, boleh diguna semula dan boleh dikitar semula, kayu boleh mengurangkan sisa dan menyesuaikan diri dengan keperluan peralihan.
Foto ihsan Leckie Studio Architecture + Design
Bagaimanakah pokok berdiri begitu tinggi tanpa tumbang?
Sebatang pokok adalah sangat kuat sehingga kuasa angin kencang, dalam kebanyakan kes, tidak mematahkan batang dan dahannya. Kekuatan semula jadi ini adalah hasil daripada sifat semula jadi kayu. Kayu cukup lentur sehingga tidak akan hancur, cukup kaku sehingga tidak patah, cukup ringan sehingga tidak akan melengkung di bawah beratnya sendiri. Seperti yang ditulis oleh seorang saintis, "tiada bahan perkilangan yang boleh melakukan semua perkara ini: plastik tidak cukup tegar; batu bata terlalu lemah; kaca terlalu rapuh; keluli terlalu berat. Berat untuk berat, kayu mungkin mempunyai sifat kejuruteraan terbaik dari mana-mana bahan, jadi tidak menghairankan bahawa kita masih menggunakan lebih banyak kayu daripada bahan lain untuk membuat struktur kita sendiri."
Kekuatan dan kestabilan semulajadi kayu
Kayu adalah bahan yang kuat dan ringan secara semula jadi. Pokok boleh bertolak ansur dengan kuasa besar yang ditimbulkan oleh angin, cuaca dan juga bencana alam. Ini mungkin kerana kayu terdiri daripada sel-sel kuat yang panjang dan nipis. Ia adalah reka bentuk memanjang unik dinding sel ini yang memberikan kayu kekuatan strukturnya. Dinding sel diperbuat daripada selulosa, lignin dan hemiselulosa. Apabila ditukar kepada produk kayu, sel-sel ini terus memberikan penyelesaian struktur yang ringan dan lincah dengan kekuatan yang setanding dengan bahan binaan lain.
Akibatnya, walaupun beratnya lebih ringan, produk kayu boleh menahan daya yang besar—terutamanya apabila daya mampatan dan tegangan dikenakan selari dengan butiran kayu. Contohnya, satu segi empat sama Douglas-fir, 10 cm x 10 cm, boleh menyokong hampir 5,000 kg dalam mampatan selari dengan butiran . Sebagai bahan binaan, kayu berfungsi dengan baik di bawah tekanan kerana ia adalah bahan yang keras—sejauh mana ia akan membengkok sebelum haus atau gagal. Kayu adalah lebih baik untuk struktur yang tekanannya tetap dan tetap, menjadikannya pilihan yang baik untuk struktur yang menanggung beban yang tinggi untuk masa yang lama.
Kredit foto: Nik West
Kayu kejuruteraan adalah pilihan yang baik untuk aplikasi luaran
Berusia lebih sedekad, kayu terdedah di Stesen Pusat Bandar Brentwood kelihatan hampir baharu. Untuk memastikan ia berprestasi dan kelihatan hebat, pasukan hanya menggunakan kayu yang dikeringkan atau kejuruteraan tanur dan mereka bentuk struktur stesen sedemikian rupa untuk kalis cuaca kayu melalui pesongan dan saliran.
Pesongan, saliran, pengeringan dan ketahanan bangunan kayu
Isu seperti pereputan dan acuan boleh dielakkan dengan perincian bangunan kayu yang betul untuk mengelakkan pendedahan kepada air dan terperangkap lembapan. Kelembapan boleh diurus, dan pereputan dielakkan dalam bangunan kayu menggunakan empat strategi biasa: pesongan, saliran, pengeringan dan bahan tahan lama .
Pesongan dan saliran adalah barisan pertahanan pertama. Peranti pesongan (seperti pelapisan dan kelipan tingkap) memintas salji, hujan dan sumber lembapan lain di bahagian luar bangunan dan membelokkannya dari kawasan kritikal. Saliran memastikan sebarang penembusan air dialihkan ke bahagian luar struktur secepat mungkin, seperti rongga saliran yang disepadukan ke dalam dinding pelindung hujan.
Pengeringan berkaitan dengan pengudaraan, aliran udara dan kebolehnafasan bangunan kayu. Bangunan kayu berprestasi tinggi hari ini boleh mencapai kedap udara yang ketara sambil kekal telap. Dalam senario ini, lembapan disebarkan ke luar yang meminimumkan risiko pemeluwapan dan pertumbuhan acuan sambil meningkatkan prestasi terma.
Taman Olimpik Whistler | Kredit foto: KK Law
Mengapa kayu merupakan pilihan yang baik untuk persekitaran lembap?
Dengan reka bentuk yang sesuai, banyak produk dan spesies kayu tahan terhadap kelembapan yang tinggi dan kepada banyak bahan kimia dan keadaan yang menjejaskan bahan lain, seperti garam menghakis, asid cair, gas industri dan udara laut. Kerana rintangannya terhadap faktor-faktor ini, kayu selalunya sesuai untuk bangunan yang mempunyai tahap kelembapan dan kelembapan yang lebih tinggi seperti kemudahan akuatik. Kayu adalah higroskopik—ini bermakna ia akan sentiasa bertukar-tukar lembapan dengan udara sekeliling—membantu mengawal kelembapan dan mengimbangi kelembapan dalaman. Struktur kayu dalam persekitaran lembap, seperti kemudahan akuatik, akan menahan pengecutan atau meledingkan akibat kelembapan.
Ketahanan semulajadi dan ketahanan terhadap pereputan
Bersama dengan pesongan, saliran dan pengeringan, ketahanan semula jadi kayu adalah garis pertahanan tambahan. Hutan British Columbia menawarkan spesies tahan lama secara semula jadi termasuk cedar merah barat, cedar kuning dan Douglas-fir. Spesies ini menawarkan tahap rintangan yang berbeza-beza terhadap serangga dan pereputan dalam keadaan semula jadinya, disebabkan oleh tahap bahan kimia organik yang tinggi yang dipanggil ekstraktif. Ekstraktif ialah bahan kimia semulajadi yang diendapkan dalam kayu inti spesies pokok tertentu kerana ia menukar kayu gubal kepada kayu inti. Spesies sedemikian sangat sesuai untuk kegunaan luaran seperti bahagian tepi, geladak, pagar, bumbung dan rangka tingkap—kadangkala digunakan dalam pembuatan bot dan kegunaan marin kerana ketahanan semula jadinya.
Struktur kayu memberikan prestasi yang tahan lama dan penggunaan perincian yang teliti selalunya menghilangkan keperluan untuk rawatan kimia. Dalam sesetengah kes, apabila kayu terdedah dan sentiasa bersentuhan dengan air—seperti dek luaran atau berpihak—atau digunakan di kawasan yang terdedah kepada serangga pengeboran kayu, langkah tambahan mungkin diperlukan. Ini boleh termasuk penggunaan bahan pengawet dan rawatan tekanan tinggi untuk memberikan ketahanan lanjut terhadap pereputan. Semakin hari, pereka bentuk beralih kepada penyelesaian reka bentuk yang inovatif dan rawatan yang lebih semula jadi untuk kayu yang mengurangkan atau mengelakkan penggunaan bahan pengawet kimia.
Empat Hos Astaka Negara Pertama | Kredit foto: KK Law
Arang berkilau dalam menawarkan kecantikan dan keparahan
Pusat Inovasi dan Reka Bentuk Kayu, sebuah projek demonstrasi kayu tinggi, dibalut dengan kayu aras merah barat yang lapuk secara semula jadi dan hangus—teknik perlindungan yang berasal dari Jepun pada abad ke-18 dipanggil shou sugi ban. Dicari kerana estetiknya yang unik, proses itu menjadikannya hitam arang berkilau dalam sambil memberikan daya tahan tambahan kepada serangga, api dan cuaca.
Pusat Inovasi dan Reka Bentuk Kayu | Kredit foto: Brudder productions
Masa siaran: Apr-05-2025
