Cấu trúc gỗ được xây dựng để tồn tại lâu dài

Các tòa nhà bằng gỗ tồn tại qua nhiều thế kỷ

Gỗ là vật liệu bền và chắc, có thể sử dụng trong nhiều thập kỷ, thậm chí nhiều thế kỷ. Tuy nhiên, vẫn có những quan niệm sai lầm rằng các tòa nhà làm bằng vật liệu như bê tông hoặc thép sẽ bền hơn các tòa nhà làm bằng gỗ. Cũng như bất kỳ vật liệu kết cấu nào, thiết kế hiệu quả là điều quan trọng.

Các tòa nhà gỗ cổ vẫn còn tồn tại bao gồm các ngôi đền Nhật Bản thế kỷ thứ 8, các nhà thờ gỗ Na Uy thế kỷ thứ 11 và nhiều công trình cột và dầm thời trung cổ của Anh và Châu Âu. Ngoài ý nghĩa văn hóa của chúng, những tòa nhà gỗ cổ này còn tồn tại vì chúng được thiết kế, xây dựng và bảo trì tốt.

Nhà thờ Lom Stave, Na Uy | Tín dụng ảnh: Arvid Høidahl

Cái cũ lại thành mới

Với thiết kế và bảo dưỡng phù hợp, các kết cấu gỗ cung cấp dịch vụ lâu dài và hữu ích. Và trong khi độ bền là một cân nhắc quan trọng, thì thường có những yếu tố khác, chẳng hạn như khả năng uốn cong và thích ứng với mục đích sử dụng mới, quyết định tuổi thọ của một tòa nhà. Trên thực tế, một nghiên cứu không tìm thấy mối quan hệ đáng kể nào giữa hệ thống kết cấu được sử dụng và tuổi thọ thực tế của tòa nhà. Bán bất động sản, nhu cầu của người sử dụng thay đổi và phân vùng lại thường là lý do khiến tòa nhà bị phá dỡ. Là một vật liệu bền, có thể tái sử dụng và tái chế, gỗ có thể giảm thiểu chất thải và thích ứng với nhu cầu thay đổi.

Ảnh do Leckie Studio Architecture + Design cung cấp

Sức mạnh và sự ổn định tự nhiên của gỗ

Gỗ là vật liệu tự nhiên bền và nhẹ. Cây có thể chịu được lực lớn do gió, thời tiết và thậm chí là thiên tai gây ra. Điều này có thể thực hiện được vì gỗ được tạo thành từ các tế bào mỏng, dài và chắc. Chính thiết kế kéo dài độc đáo của các thành tế bào này mang lại cho gỗ sức bền về mặt cấu trúc. Thành tế bào được tạo thành từ cellulose, lignin và hemicellulose. Khi chuyển đổi thành các sản phẩm gỗ, các tế bào này tiếp tục cung cấp các giải pháp cấu trúc nhẹ và linh hoạt với sức mạnh tương đương với các vật liệu xây dựng khác.

Do đó, mặc dù trọng lượng nhẹ hơn, các sản phẩm gỗ có thể chịu được lực đáng kể—đặc biệt là khi lực nén và lực căng được tác dụng song song với vân gỗ. Ví dụ, một ô vuông gỗ thông Douglas, 10 cm x 10 cm, có thể chịu được gần 5.000 kg lực nén song song với vân gỗ. Là một vật liệu xây dựng, gỗ hoạt động tốt dưới ứng suất vì đây là vật liệu cứng—nó sẽ uốn cong bao xa trước khi bị mòn hoặc hỏng. Gỗ tốt hơn cho các công trình có ứng suất không đổi và đều đặn, khiến nó trở thành lựa chọn tốt cho các công trình chịu tải trọng cao trong thời gian dài.

Nguồn ảnh: Nik West

Độ võng, thoát nước, làm khô và độ bền của các tòa nhà gỗ

Các vấn đề như mục nát và nấm mốc có thể tránh được bằng cách xử lý chi tiết thích hợp các tòa nhà gỗ để tránh tiếp xúc với nước và độ ẩm. Độ ẩm có thể được kiểm soát và ngăn ngừa mục nát trong các tòa nhà gỗ bằng bốn chiến lược chung: làm lệch hướng, thoát nước, làm khô và vật liệu bền.

Độ võng và thoát nước là những tuyến phòng thủ đầu tiên. Các thiết bị làm võng (như lớp ốp và tấm chắn cửa sổ) chặn tuyết, mưa và các nguồn hơi ẩm khác ở bên ngoài tòa nhà và làm chệch hướng chúng ra khỏi các khu vực quan trọng. Hệ thống thoát nước đảm bảo bất kỳ sự xâm nhập nào của nước đều được loại bỏ ra bên ngoài cấu trúc càng nhanh càng tốt, chẳng hạn như khoang thoát nước tích hợp vào tường chắn mưa.

Làm khô liên quan đến việc thông gió, luồng không khí và khả năng thoáng khí của một tòa nhà gỗ. Các tòa nhà gỗ hiệu suất cao ngày nay có thể đạt được độ kín khí đáng kể trong khi vẫn có khả năng thấm. Trong trường hợp này, độ ẩm được khuếch tán ra bên ngoài, giảm thiểu nguy cơ ngưng tụ và nấm mốc phát triển đồng thời tăng cường hiệu suất nhiệt.

Công viên Olympic Whistler | Tín dụng hình ảnh: KK Law

Độ bền tự nhiên và khả năng chống phân hủy

Cùng với độ võng, thoát nước và làm khô, độ bền tự nhiên của gỗ là một tuyến phòng thủ bổ sung. Các khu rừng của British Columbia cung cấp các loài cây bền tự nhiên bao gồm tuyết tùng đỏ phương Tây, tuyết tùng vàng và linh sam Douglas. Các loài này có mức độ kháng côn trùng và mục nát khác nhau ở trạng thái tự nhiên của chúng, do hàm lượng hóa chất hữu cơ cao được gọi là chất chiết xuất. Chất chiết xuất là các hóa chất tự nhiên được lắng đọng trong gỗ lõi của một số loài cây khi chúng chuyển đổi gỗ dác thành gỗ lõi. Các loài như vậy rất phù hợp để sử dụng ngoài trời như ốp tường, sàn gỗ, hàng rào, mái nhà và khung cửa sổ—đôi khi thậm chí còn được sử dụng trong đóng thuyền và sử dụng trên biển do độ bền tự nhiên của chúng.

Cấu trúc gỗ cung cấp hiệu suất lâu dài và việc sử dụng các chi tiết cẩn thận thường loại bỏ nhu cầu xử lý hóa chất. Trong một số trường hợp, khi gỗ tiếp xúc và liên tục tiếp xúc với nước—chẳng hạn như sàn gỗ ngoài trời hoặc vách ngăn—hoặc được sử dụng ở những khu vực dễ bị côn trùng đục gỗ, có thể cần các biện pháp bổ sung. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng chất bảo quản và xử lý áp suất cao để tăng khả năng chống mục nát. Ngày càng nhiều nhà thiết kế chuyển sang các giải pháp thiết kế sáng tạo và các phương pháp xử lý gỗ tự nhiên hơn để giảm hoặc tránh sử dụng chất bảo quản hóa học.

Bốn quốc gia đầu tiên tham dự gian hàng | Ảnh: KK Law