Cross Laminate Timber Structure หรือไม้แปรรูป CLT คืออะไร ทำไมถึงเป็นนวัตกรรมอาคารระฟ้าโครงสร้างไม้ในศตวรรษที่ 21
ตึก Brock Commons ในเมืองแวนคูเวอร์
โครงสร้างไม้แปรรูป Cross-Laminated Timber หรือ ไม้แปรรูป CLT คืออะไร
เทคโนโลยีไม้แปรรูป Cross-Laminated Timber หรือ CLT ได้มาจากการนำไม้หลายๆ ชิ้น มาเชื่อมอัดเข้าด้วยกาวต่อกันเป็นชั้นเลเยอร์ ในลักษณะครอสแนวขวางสลับกันไปมาในแต่ละชั้นเลเยอร์ นั่นจึงทำให้มวลของไม้ CLT มีความหนาแน่น และมีความแข็งแรงในการรับน้ำหนักเกินกว่าไม้ทั่วๆไป และเมื่อนำมาใช้กับระบบการผลิตแบบดิจิตอลที่เที่ยงตรงแม่นยำ จะทำให้สถาปนิกสามารถเนรมิตโครงสร้างไม้ที่หลากหลายเกินกว่าที่คนเมื่อศตวรรษก่อนเคยจินตนาการได้
และนั่นก่อให้เกิดคำถามตามมามากมาย เช่น
"โครงสร้างไม้มันจะแข็งแรงมากพอกับการรับน้ำหนักของตึกระฟ้าหรือไม่"
"โครงสร้างไม้จะป้องกันแผ่นดินไหวได้ไหม"
"โครงสร้างไม้เมื่อใช้ไปนานๆมันจะผุพัง หรือ ถล่มลงมาไหม"
และคำถามยอดฮิตเลย ก็คือ "โครงสร้างไม้จะกันไฟได้จริงๆหรอ เมื่อเทียบกับเหล็ก และปูน"
เรามาดูกันครับว่าไม้ที่นำมาทำโครงสร้างตึกสูงเช่นนี้ จะตอบโจทย์ความสงสัยด้านบนได้มากน้อยเพียงใด
ลักษณะการเรียงตัวของเลเยอร์ Cross-Laminated Timber (ไม้แปรรูป CLT)
ตึกระฟ้าต้นแบบที่สร้างมาจากโครงสร้างไม้แปรรูป Cross-Laminated Timber ทั้งหลัง
ตึก Brock Commons ในเมืองแวนคูเวอร์ ถือเป็นตึกไม้ระฟ้าต้นแบบแห่งแรกของโลก ที่ใช้ระบบโครงสร้างไม้เกือบทั้งอาคารมากกว่า 90% (มีเพียงปล่องลิฟท์เท่านั้นที่ทำจากคอนกรีต) โดยโครงสร้างไม้ดังกล่าวทำมาจากเทคโนโลยีไม้แปรรูป ที่มีชื่อเรียกว่า Cross-Laminated Timber หรือ CLT
ถ้าหากมองผิวเผินจากภายนอกตึก Brock Commons อาจดูเหมือนตึกธรรมดาทั่วๆไป แต่ถ้าหากได้รู้ถึงรายละเอียดโครงสร้างแล้ว อาจจะทำให้ผู้อ่านต้องแปลกใจ เพราะว่าตึก Brock Commons เป็นอาคารโครงสร้างไม้ที่มีความสูงถึง 53 เมตร มีจำนวน 18 ชั้น นับเป็นอาคารระฟ้าหลังแรกของโลกที่ทำจากโครงสร้างไม้ที่มีความสูงที่สุดในโลก
การเกิดขึ้นของตึก Brock Commons อาคารระฟ้าที่ทำจากโครงสร้างไม้ทั้งหลังในแวนคูเวอร์ ได้สร้างแรงกระเพื่อม และจุดประกายให้สถาปนิกหัวก้าวหน้าทั่วโลก หันมาให้ความสนใจ และนำเทคโนโลยีโครงสร้างไม้สำหรับตึกระฟ้า ไปประยุกต์ต่อยอดใช้กับงานออกแบบมากขึ้น
Detail โครงสร้างอาคารที่ทำจากไม้แปรรูป CLT
Cross-Laminated Timber หรือ ไม้แปรรูป CLT ต่างจากคอนกรีต หรือ เหล็กรูปพรรณ อย่างไร
ไม้แปรรูป CLT นอกจากจะมีความพิเศษตรงที่มีน้ำหนักเบากว่าวัสดุชนิดอื่นๆเช่น เหล็ก และคอนกรีตแล้ว ยังมีความแข็งแรงทนทาน เหมาะแก่การใช้เป็นโครงสร้างของอาคารสูงที่ต้องรองรับน้ำหนักโครงสร้างทั้งหมดไว้ด้วยตัวเอง อีกทั้งยังมีความสามารถในการต้านทานแผ่นดินไหวได้อย่างดีเยี่ยม ทนต่อความชื้น ป้องกันปลวกได้ดี ใช้เวลาในการก่อสร้างที่รวดเร็ว รวมถึงมีคุณสมบัติเฉพาะตัวในการดูดซับคาร์บอนตามธรรมชาติได้ ซึ่งต่างจากอุตสาหกรรมเหล็ก และคอนกรีตที่มักจะปล่อยก๊าซคาร์บอนออกสู่ชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ไม้ CLT จะต้องเป็นไม้ที่ผลิตมาจากป่าปลูกโดยเฉพาะ นั่นจึงทำให้ไม้แปรรูป CLT กลายเป็นวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม อีกทั้งยังให้ผิวสัมผัส และความรู้สึกที่ละมุน อบอุ่น เป็นธรรมชาติ อีกด้วย
ไม้แปรรูป CLT ไม่ลามไฟได้จริงหรือ
ไม้แปรรูป CLT มีคุณสมบัติที่น่าทึ่งชนิดที่ใครหลายคนอาจคาดไม่ถึง ก็คือการทนไฟได้ดี เพราะเมื่ออาคารติดไฟ ไม้แปรรูป CLT ที่ใช้สร้างอาคารจะสามารถต้านทานไฟได้ไม่แพ้วัสดุชนิดอื่นๆ เพราะเมื่อผิวหน้าของไม้ถูกไฟเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศาเซลเซียสในอัตราเผาไหม้คงที่ (CLT Wood Burning Rate) จะทำให้ผิวชั้นนอกกลายเป็นชั้นของถ่านสีดำ ซึ่งจะทำหน้าที่เสมือนเป็นแนวกันไฟที่คอยเป็นชั้นป้องกันการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายในแกนกลางของเนื้อไม้ ซึ่งจะช่วยชะลอเวลาการวิบัติของโครงสร้างอาคาร ได้ไม่ต่ำกว่า 1 ชั่วโมง 45 นาที (สามารถพ่นสารกันลามไฟเพิ่มเติมเพื่อยืดเวลาให้นานขึ้นได้) ตามมาตรฐานความปลอดภัยในด้านอัคคีภัย ซึ่งจะช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถคำนวณอัตราการลามไฟได้แม่นยำขึ้น โดยเป็นระยะเวลาที่มากพอสำหรับการลำเลียงคนออกจากตัวอาคาร
" รัสเซลล์ แอ็กตัน (Russell Acton) สถาปนิกที่ออกแบบตึก Brock Commons กล่าวว่าหลายคนอาจคิดว่าไม้นี่ถ้าติดไฟก็ไหม้วอดไปหมดทั้งหลังใช่ไหมครับ แต่ที่จริงแล้ว ไม้หนาๆ ที่ใช้สร้างอาคาร มันต้านทานไฟได้ดีกว่าที่คิดด้วยซ้ำ เพราะพอไหม้ จะทำให้ผิวชั้นนอกกลายเป็นชั้นของถ่าน แล้วไปปกป้องเนื้อไม้ภายใน โดยที่ไฟไม่สามารถไหม้ลามลึกลงไปได้ในเวลาที่รวดเร็ว "
อัตราการทนไฟของไม้แปรรูป CLT
วิวัฒนาการของ Cross-Laminated Timber หรือ ไม้แปรรูป CLT
การพัฒนาไม้แปรรูป CLT ไม่ได้หยุดอยู่แค่การเป็นโครงสร้างตึกสูงเท่านั้น แต่ยังพัฒนาไปไกลถึงขนาดที่สามารถสร้างเป็นระบบอาคารสำเร็จรูป (Prefabricated) ได้หลายรูปแบบ และถ้าหากการวิจัยคิดค้นไม้แบบใหม่ที่ผลิตจากเซลลูโลสนาโนไฟเบอร์ (เส้นใยของเนื้อไม้) ด้วยฝีมือนักวิจัยญี่ปุ่นประสบผลสำเร็จ ในอนาคตอาจมีสิ่งก่อสร้างจากไม้ที่แข็งแกร่งเกินกว่าไม้แปรรูป CLT ชนิดที่สามารถใช้ทดแทนเหล็กให้ได้เห็นกันก็เป็นได้
กำเนิดวัสดุศาสตร์ประเภทใหม่ ที่จะช่วยตอบโจทย์ระบบโครงสร้างไม้สำหรับอาคารสูงระฟ้า (Wood Skyscraper) ในอนาคต
ถึงแม้ Cross-Laminated Timber หรือไม้แปรรูป CLT จะมีกำเนิดมาสักพักแล้ว แต่การนำไปใช้ทำโครงสร้างไม้สำหรับอาคารสูงระฟ้ายังถือเป็นสิ่งใหม่ที่ท้าทาย แต่ก็มีแนวโน้มที่ดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยมีการวิจัยเพื่อพัฒนาเกี่ยวกับความปลอดภัย และความคุ้มค่าด้านงบประมาณสำหรับการสร้างอาคารด้วยโครงสร้างไม้ ซึ่งในอนาคตมีแนวโน้มที่มูลค่าการก่อสร้างจะลดลง เพราะเทคโนโลยีการผลิตที่พัฒนา และแพร่หลายมากขึ้น
ไม่แน่ว่าไม้แปรรูป Cross-Laminated Timber อาจจะกลายเป็นวัสดุศาสตร์ประเภทใหม่ ที่จะช่วยตอบโจทย์ระบบโครงสร้างไม้สำหรับอาคารสูงระฟ้า (Wood Skyscraper) ในอนาคตได้เร็วกว่าที่คิดไว้
ข้อมูลอื่นๆเกี่ยวกับไม้จริง
ข้อมูลอ้างอิงโดย
www.archinect.com
www.sciencemag.org
www.designboom.com
www.chemical-materials.elsevier.com
www.greenspec.co.uk
ผู้เขียนบทความ
โดยเป็นศูนย์กลางเชื่อมโยงกลุ่มผู้ใช้งานต่างๆ ตั้งแต่ สถาปนิก แบรนด์สินค้า ผู้จัดจำหน่าย และผู้ให้บริการต่างๆที่เกี่ยวข้อง ... อ่านเพิ่มเติม
