صعود الأخشاب الضخمة: عصر جديد في البناء المستدام

على الجانب الآخر من الشارع من ملعب كرة القدم بجامعة تورنتو، بدأ بناء مبنى جديد مكون من 14 طابقًا، لكن هذا ليس مجرد مشروع بناء عادي. يقوم العمال بتجميع عوارض خشبية ضخمة وأعمدة وألواح، مما يمنح البرج نصف المكتمل مظهر قطعة أثاث عملاقة قابلة للتكديس في عملية التجميع. يمثل هذا الهيكل اتجاهًا متزايدًا في الهندسة المعمارية والبناء - الخشب الضخم، وهي تقنية رائدة تحل محل الفولاذ والخرسانة التقليدية بعناصر خشبية هندسية.
يعد مبنى جامعة تورنتو جزءًا من التحول العالمي نحو استخدام الأخشاب الضخمة، وهي طريقة تستخدم عناصر خشبية كبيرة ومصنوعة لإنشاء هياكل قوية ومستدامة. في أبسط أشكاله، يتكون الخشب الضخم من طبقات من الخشب يتم لصقها أو تثبيتها بمسامير أو مسامير معًا تحت ضغط عالٍ. تشكل هذه الطبقات عوارض وألواح يمكن أن تمتد حتى 50 مترًا في الطول، مما يخلق بديلاً متجددًا للخرسانة والصلب، اللذين يتحملان معًا ما يقرب من 15٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.

ظهور الأخشاب الضخمة على مستوى العالم
تكتسب الأخشاب الضخمة زخمًا مطردًا في صناعة البناء، حيث بدأت هياكلها الخشبية المميزة في إعادة تشكيل أفق المدن في جميع أنحاء العالم. ناطحة سحاب أسنت المكونة من 25 طابقًا في ميلووكي، والتي اكتمل بناؤها في عام 2022، هي حاليًا أطول مبنى من الأخشاب الضخمة، وبحلول ذلك العام، تم بناء 84 مبنى من ثمانية طوابق أو أكثر أو كانت قيد الإنشاء على مستوى العالم، مع اقتراح 55 مبنى آخر. تتركز معظم هذه التطورات في أوروبا، مع اللحاق بأمريكا الشمالية وأستراليا وآسيا ببطء.
في الولايات المتحدة وحدها، تم الانتهاء من بناء أكثر من 1700 مبنى خشبي ضخم أصغر حجمًا بحلول عام 2023، مما يشير إلى اهتمام واسع النطاق بهذا الشكل الجديد من البناء. في الواقع، لا يرجع نمو المباني الخشبية الضخمة إلى جاذبيتها الجمالية فحسب، بل وأيضًا إلى قدرتها على الحد بشكل كبير من التأثير البيئي لصناعة البناء.

الجمالية والقوة البنيوية
أحد الأسباب التي تجعل الأخشاب الضخمة جذابة للغاية هو دفئها وجمالها الطبيعي. يوضح تيد كيسيك، عالم البناء في معهد الأخشاب الضخمة بجامعة تورنتو، "يشعر الناس بالملل من الفولاذ والخرسانة". يخلق الخشب، بتنوعاته الطبيعية ومظهره المريح، بيئة تشعر بالتميز والترحيب.
بالإضافة إلى جاذبيتها البصرية، توفر الأخشاب الصلبة قوة مدهشة. ورغم أن الخشب قد يبدو خيارًا غير تقليدي للمباني الكبيرة، فإن المركبات الخشبية المصنعة مثل الخشب الرقائقي الملتصق (الجلولام) والخشب الرقائقي المتقاطع (CLT) يمكن أن تكون أقوى من الفولاذ من حيث الوزن. لقد أحدثت عوارض الخشب الرقائقي الملتصق وألواح الخشب الرقائقي المتقاطع ثورة في الصناعة، مما سمح للخشب باستبدال المواد التقليدية في العناصر الهيكلية والأرضيات والجدران.
ولكن على الرغم من قوتها، فإن الخشب يتطلب مساحة أكبر لدعم الهياكل الأطول. وبالنسبة لناطحات السحاب مثل Ascent في ميلووكي، غالبًا ما يجمع المهندسون المعماريون بين الأخشاب الضخمة والصلب والخرسانة للحفاظ على القوة اللازمة دون المساس بالمساحة الداخلية.

التغلب على مخاوف الحرائق والرطوبة
كانت السلامة من الحرائق من أكبر العقبات التي كان على البناء بالأخشاب الضخمة التغلب عليها. تاريخيًا، كانت قواعد البناء تحد من ارتفاع الهياكل الخشبية بسبب المخاوف بشأن قدرتها على تحمل الحرائق. ومع ذلك، أثبت المهندسون أن الأخشاب الضخمة يمكنها مقاومة الحرائق لفترات طويلة، وذلك في المقام الأول لأنها تشكل طبقة واقية من الفحم عند تعرضها للهب. تعمل هذه الطبقة على عزل الهيكل الداخلي، مما يبطئ انتشار الحريق ويمنع الانهيار.
في عام 2021، قام مجلس الكود الدولي بتحديث قانون البناء الدولي للسماح ببناء مباني خشبية يصل ارتفاعها إلى 18 طابقًا، مما يمثل إنجازًا كبيرًا للصناعة. ومع تزايد الثقة في مقاومة الأخشاب للحرائق، تعمل المزيد والمزيد من الحكومات المحلية على تعديل قوانين البناء الخاصة بها لاستيعاب الهياكل الخشبية الأطول.
في حين لم تعد الحرائق تشكل مصدر قلق رئيسي للأخشاب الضخمة، فإن الرطوبة تشكل تحديًا مختلفًا. فالأخشاب الرطبة معرضة للتدهور بسبب الفطريات والحشرات، لذا فإن الحفاظ على الرطوبة تحت السيطرة أثناء البناء وطوال عمر المبنى أمر بالغ الأهمية. يستخدم البناة أنظمة متقدمة لإدارة الرطوبة، بما في ذلك تصميم التهوية لتقليل الرطوبة ومعالجة الخشب بالمواد الكيميائية الواقية عند الضرورة.

معالجة المخاوف المناخية
غالبًا ما يُشاد بالخشب الكتلي باعتباره بديلًا أكثر خضرة للمواد التقليدية، لكن الخبراء يحذرون من أن فوائده البيئية تعتمد على كيفية الحصول على الخشب وإدارته. قدرت دراسة أجريت عام 2020 أن مبنى Brock Commons المكون من 18 طابقًا في كولومبيا البريطانية تجنب 2432 طنًا متريًا من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون مقارنة بمبنى مماثل من الفولاذ والخرسانة. جاءت هذه المدخرات من انخفاض الانبعاثات أثناء الإنتاج والكربون المحبوس داخل الخشب نفسه.
ولكن المنتقدين يزعمون أن قدراً كبيراً من الفوائد المناخية يعتمد على افتراضات مفادها أن أشجاراً جديدة سوف تُزرع لتحل محل الأشجار التي تُحصد لإنتاج الأخشاب بكميات كبيرة، وأن هذه الأشجار سوف تمتص نفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون. وهناك أيضاً مخاوف بشأن إزالة الغابات وتأثير الطلب المتزايد على الأخشاب على التنوع البيولوجي واستخدام الأراضي.
وعلاوة على ذلك، لا تنتهي كل أجزاء الأشجار المقطوعة في المباني. فالأغصان والجذور ونفايات الخشب قد تتحلل أو تُحرق، فتطلق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى الغلاف الجوي. فضلاً عن ذلك، إذا تم هدم مبنى خشبي ضخم في نهاية المطاف وأُرسِل الخشب إلى مكب النفايات، فقد يطلق غاز الميثان ــ وهو غاز دفيئة قوي ــ أثناء تحلله.

التصميم المتكامل: نموذج بناء جديد
بالإضافة إلى الفوائد البيئية، فإن الأخشاب الضخمة تشكل جزءًا من تحول أوسع نطاقًا في البناء نحو التصميم المتكامل. في البناء التقليدي، يقوم المهندس المعماري بتصميم مبنى، ثم يتم تعيين شركات مختلفة لاحقًا للتعامل مع جوانب مختلفة من بنائه. ومع التصميم المتكامل، يتم التخطيط مسبقًا لجميع عناصر المبنى - من الأساس إلى أنظمة التهوية - بالتعاون مع جميع أصحاب المصلحة.
يتيح هذا النهج تجميعًا أسرع بكثير في الموقع، حيث يتم إكمال بعض المباني الخشبية الضخمة بنسبة تصل إلى 40% أسرع من الهياكل التقليدية. في كثير من النواحي، تشبه المباني الخشبية الضخمة المنتجات المصنعة مسبقًا على نطاق واسع، حيث يتم تصنيع المكونات خارج الموقع ثم شحنها لتجميعها في الموقع.
كما يصف كيسيك، فإن بناء هيكل خشبي ضخم "يشبه تمامًا قطعة أثاث كبيرة الحجم من إيكيا. كل شيء يتناسب مع الآخر".

مستقبل الأخشاب الضخمة
في حين يستمر الجدل حول التأثير البيئي الكامل للأخشاب الضخمة، فمن الصعب تجاهل إمكاناتها كمواد بناء مستدامة. ومع صراع العالم مع الحاجة الملحة للحد من انبعاثات الكربون، تقدم الأخشاب الضخمة مسارًا واعدًا للمضي قدمًا، بفضل مزيجها من الموارد المتجددة والهندسة الحديثة والجماليات الفريدة.
مع تزايد الموافقات التنظيمية، والتقدم التكنولوجي، والتركيز على التصميم المستدام، يمكن أن يصبح البناء بالخشب الضخم قريبًا سمة مشتركة في المدن في جميع أنحاء العالم، مما يعيد تشكيل أفقنا ويدفع حدود العمارة الخضراء.