Trong bối cảnh hiện nay, thế giới đang quan tâm đến việc bảo vệ môi trường. Trong số những giải pháp kiến trúc xây dựng bền vững đang được triển khai thì công nghệ CLT - Cross Laminated Timber - được ứng dụng vào kiến trúc xây dựng quả là một cuộc cách mạng lịch sử.
CLT là gì?
CLT là những thanh gỗ nhỏ được ghép chồng chéo và được kết dính để tạo ra độ bền và độ cứng. Một trong những lợi ích đáng kể của việc xây dựng nhà cao tầng với CLT là tính bền vững. Bởi gỗ là nguồn tài nguyên có thể tái tạo và việc sử dụng CLT có thể giảm thiểu tác động đến môi trường. Ngoài ra việc sử dụng CLT còn tăng tốc quy trình xây dựng, giảm lãng phí và chi phí.
- Khả năng thiết kế đa dạng: CLT cho phép kiến trúc sư thiết kế đa dạng cũng như tạo ra các kiểu kiến trúc đầy sáng tạo trong việc tương tác với thiên nhiên.
- Sự thăng hoa của CLT: Lợi ích của việc xây dựng nhà cao tầng sẽ được thăng hoa nhờ vào CLT. Do đó, người ta gọi CLT là bê tông gỗ, đây là một yếu tố cốt lõi và đổi mới trong ngành kiến trúc xây dựng. Thực chất, CLT là các tấm gỗ được dán lại với nhau bởi các góc vuông xen kẽ. Sự sắp xếp các lớp gỗ này tạo ra một tấm gỗ cứng chắc và có độ bền không thua gì các vật liệu truyền thống. Điều đáng nói là CLT được sản xuất từ các loại gỗ của các cây mềm như cây thông.
- Tính bền vững: Là một trong những khía cạnh hấp dẫn của CLT. Việc sử dụng gỗ làm vật liệu xây dựng đánh dấu một bước đi ra khỏi các phương pháp tiêu thụ nhiều khí CO2 trong quá khứ. Cây là nguồn tài nguyên tái tạo và việc quản lý lâm nghiệp có trách nhiệm sẽ có thể bảo đảm nguồn cung cấp gỗ liên tục. Quy trình sản xuất CLT tiết kiệm năng lượng nên giảm khí thải CO2. Ngoài ra gỗ được sử dụng trong xây dựng được xem như là một bể chứa hấp thụ khí CO2 và từ đó giảm thiểu hiệu ứng nhà kính.
- Sức mạnh và khả năng chịu lực: CLT có vẻ như một tấm gỗ đơn giản nhưng thực chất cấu trúc của nó thì không hề đơn giản. Vật liệu này nổi tiếng về tỷ lệ chịu lực. Một tấm CLT được thiết kế tốt có thể cung cấp để hỗ trợ cấu trúc cần thiết cho các tòa nhà với nhiều kích thước khác nhau bao gồm cả các tòa nhà cao tầng. Lưu ý rằng, CLT đã và đang được sử dụng rộng rãi cho nhiều dự án trên toàn thế giới bao gồm cả các kiến trúc cho nhà cao tầng.
- Tốc độ xây dựng: CLT là vật liệu xây dựng được sản xuất trước. Điều này có nghĩa là các tấm gỗ sẽ được sản xuất ở nhà máy và được chuyển đến công trường, nơi vị trí xây dựng và sẽ được lắp ráp. Quá trình này như các nhà tiền chế bằng thép. Nó tiết kiệm thời gian đáng kể so với xây dựng truyền thống. Nghĩa là từng thành phần phải được xây dựng riêng lẻ, độc lập ngoài công trường. Đối với các dự án có yêu cầu tiến độ như giải quyết vấn đề thiếu nhà ở hoặc cơ sở hạ tầng cần thời gian gấp rút thì CLT có thể làm thay đổi đáng kể. Việc lắp ráp nhanh chóng còn có thể tiết kiệm chi phí đáng kể.
- An toàn chống cháy: Luôn là ưu tiên hàng đầu trong bất cứ dự án xây dựng nào và CLT không làm giảm chất lượng ở phần này. Lớp ngoài cùng của tấm CLT sẽ nung cháy khi tiếp xúc với lửa, nó tạo thành một lớp bảo vệ giảm tốc độ lan truyền của lửa. Tính năng chống cháy bẩm sinh này cung cấp một ưu điểm quan trọng về an toàn. Ngoài ra, người ta có thể áp dụng các lớp chống cháy lên tấm CLT để tăng cường các biện pháp an toàn.
- Cách nhiệt và hiệu quả năng lượng: Các nhà cao tầng thường đòi hỏi một khối lượng năng lượng tiêu thụ lớn cho các yêu cầu về hệ thống sưởi ấm, làm mát để duy trì nhiệt độ bên trong. Về phần này thì CLT là chất cách nhiệt xuất sắc, nó có thể làm giảm nhu cầu năng lượng của các tòa nhà cao tầng cho cả mùa hè lẫn mùa đông. CLT cung cấp một rào cản hiệu quả giúp duy trì nguồn năng lượng truyền nhiệt và đảm bảo nhiệt độ ôn hòa bên trong.
- Tính chất cách âm: Các tòa nhà cao tầng như các khu phức hợp có thể gặp phải các thách thức liên quan tới tiếng ồn do sự gần gũi của không gian sống, không gian làm việc và trung tâm thương mại nằm liền kề nhau. CLT là công nghệ thích hợp và vượt trội để giải quyết ở khía cạnh này. CLT cung cấp cách âm một cách hiệu quả góp phần làm cho môi trường bên trong yên tĩnh và thoải mái hơn. Điều này đặc biệt ở các nhà cao tầng được làm nơi cư trú và văn phòng.
- Tính linh hoạt trong thiết kế và thẩm mỹ: Các kiến trúc sư và kỹ sư yêu thích tính linh hoạt trong thiết kế mà CLT mang lại. CLT có khả năng thích ứng để thiết kế ra các công trình độc đáo đầy sáng tạo và thẩm mỹ.
Sự linh hoạt của CLT là rất phù hợp với nhiều phong cách kiến trúc khác nhau từ hiện đại đến cổ điển qua tối giản đến truyền thống hoặc tráng lệ. Nó có thể dễ dàng tích hợp nhiều tầm nhìn thiết kế khác nhau đặc biệt là ứng dụng vào nhà cao tầng trong thời gian gần đây như:
+ 2017 Canada’s Brock Commons cao 57,9m mà chúng tôi sẽ trình bày qua phần tiến độ
+ 2019 Mjostarnet in Norway cao 85,4m
+ 2020 Hoho Wien in Austria cao 84m
Được biết năm 2018, công ty Nhật Sumitomo Forestry đã trình bày dự án xây dựng tòa nhà 70 tầng bằng CLT có độ cao lên đến 350m và dự kiến sẽ hoàn thiện vào năm 2041 với tổng giá trị là 4,2 tỷ USD.
2041 Sumitomo Forestry 70 tầng cao 350 mét
Về tiến độ
2017 Canada’s Brock Commons cao 57,9m ở Vancouver là một ví dụ nổi bật khác về tiềm năng của CLT. Đây là nhà chung cư sinh viên cao 18 tầng, tòa nhà này không chỉ là sự minh chứng về những đặc tính vượt trội của CLT mà nó còn có khả năng đáp ứng nhu cầu xây dựng nhà ở trong tương lai, đặc biệt cho các khu vực đông dân, bởi tiến độ xây dựng là yếu tố quan trọng trong dự án này. Dự án này được xây dựng và hoàn thành trong vòng 2 tháng từ tháng 6 đến tháng 8 năm 2016. Và chỉ có 9 nhân viên tại công trình chuyên lắp ráp,
Mỗi tầng có 78 cột. Toàn bộ cột của tòa nhà là 1.302, những cây cột này có kích cỡ 265 x 265mm từ tầng 2 đến tầng 9 và 265 x 215mm từ tầng 10 đến tầng 18.
Thời gian lắp đặt cho 1 cột là từ 5 đến 10 phút, việc hoàn tất xây dựng đạt được là 2 tầng cho 1 tuần cũng như thời gian lắp đặt những tấm CLT là từ 6 đến 12 phút. Toàn bộ lắp đặt cho một tầng mất từ 5h 30’ đến 6h với sự hỗ trợ của cần cẩu.
Mỗi tầng sử dụng 29 tấm CLT panel, tổng cộng 16 tầng sử dụng 464 tấm CLT, bởi vì tầng 1 và tầng 2 được xây dựng bằng bê tông. Những tấm CLT có kích cỡ 6.000, 8.000, 10.000, 12.000mm x 2.800mm và bề dày là 169mm.
Hệ thống mặt ngoài của tòa nhà mỗi tầng có 22 tấm CLT panel.
Tổng cộng tòa nhà có 374 tấm. Thời gian lắp ráp cho từng tầng là 8 tiếng, tổng cộng toàn thời gian xây dựng cho tòa nhà là 9 tuần rưỡi. Toàn bộ gỗ cho công trình này là 2.233 m khối (m3).
Người ta nhận thấy vòng đời của việc sử dụng nguyên vật liệu như sau:
1) Từ nguyên vật liệu đưa vào;
2) Nhà máy sản xuất;
3) Vận chuyển đến;
4) Công trường;
5) Đưa vào sử dụng và sau đó;
6) Tái tạo hay tái sử dụng,
Và kết quả cho thấy lượng gỗ sử dụng là 2.233m3 thì rừng của Mỹ và Canada có thể sản xuất tái tạo lại trong vòng 6 phút.
Với việc ứng dụng công nghệ CLT cho tòa nhà này thì toàn bộ khí carbon được bớt đi là 2.432 tấn mét. Nó tương đương cho sự giảm thiểu 511 chiếc xe chạy ngoài đường và tiết kiệm cho 225 căn nhà sử dụng năng lượng trong vòng một năm.
Thí dụ trên đã cho thấy, việc ứng dụng CLT đã đem lại nhiều ưu điểm mà đặc biệt là thời gian thi công nhanh hơn truyền thống gấp nhiều lần.
CLT cho sân bay quốc tế
Đây là một dự án hoàn toàn mới mang tính đột phá khi ứng dụng CLT để xây dựng cho một sân bay. Đó là viêc tái cơ cấu lại cho toàn bộ sân bay quốc tế Portland với tổng giá trị lên đến 2 tỷ USD. Điều đáng nói là chỉ riêng việc tái phát triển tòa nhà sân bay chính đã lấy mất đi 1,2 tỷ USD và nó được trang bị mái che hoàn toàn mới bằng khối gỗ vỹ đại. Công việc này đã được tiến hành từ 4 năm qua với sự hợp tác của công ty thiết kế địa phương ZGF Architects và KPFF Consulting Engineers để phát triển ý tưởng táo bạo này.
Theo thiển ý của chúng tôi, ý tưởng thiết kế mái che bằng gỗ với một diện tích khổng lồ lên đến gần 30.000m2 được lấy cảm hứng từ những yếu tố sau đây:
1) vị trí của Oregon là tiểu bang sản xuất gỗ cây mềm đứng hàng đầu tại Hoa Kỳ. Vì thế toàn bộ gỗ được sử dụng cho dự án này đều có nguồn gốc từ bán kính trong vòng 965km của sân bay
2) Oregon nằm ở Miền Tây Bắc Thái Bình Dương với cảnh đẹp tự nhiên của biển, rừng và núi, Cùng với đó là những dòng sông như Columbia, Willamette, Roque, … tạo ra môi trường thích hợp để cá hồi quay về đẻ.
3) Oregon nằm trong vòng đai nơi hoạt động địa chấn diễn ra tương đối thường xuyên nên trong vòng 100 năm qua nó hứng chịu không biết bao nhiêu trận động đất mạnh xảy ra như những năm 1933, 1964, 1990, 1993 với cường độ lên đến 5.x độ Ritcher còn các trận động đất nhỏ thì vô số.
Có lẽ như những yếu tố trên đã ăn sâu trong tâm khảm của các nhà thiết kế địa phương nên nó tạo thành niềm đam mê để làm sao thiết kế ra một không gian nhằm tôn vinh lịch sử cho vùng này về sự gắn kết, sự chịu đựng với thiên nhiên mà họ muốn bày tỏ và thể hiện qua một không gian rất đặc biệt để những người đến Portland được chiêm nghiệm. Bởi theo thống kê, hàng năm sân bay Portland đón khoảng 20 triệu người và như vậy mỗi ngày có chừng 50 ngàn người đi qua đây. Việc thực hiện mái che vỹ đại này đã và đang được lắp ráp tại hiện trường trong 18 khu vực khổng lồ theo một chuỗi xác định. Theo nhà quản lý Jared Revay kỳ vọng một chuỗi sẽ mất khoảng một tháng để lắp ráp. Việc xây dựng mái che chính của sân bay đã hoàn thành vào mùa thu 2022 và việc xây dựng nội thất còn lại tiếp tục vào năm 2023 và phần cuối cùng của dự án Portland được dự kiến hoàn thành vào năm 2025.
Nói tóm lại đây là một dự án có thiết kế phức tạp và độc đáo đã tạo ra những thách thức, tuy nhiên các nhà quản lý, những nhà thiết kế và những người xây dựng là rất kiên trì, bởi họ muốn cống hiến một cái gì đó mới lạ, độc đáo cho tất cả những người đến Portland được thưởng ngoạn và khám phá trong nhiều năm tới. Và họ cho rằng đó là điều tuyệt vời nhất mà họ muốn làm.
Mọi thắc mắc xin liên hệ 0909.143.900
Hay vài website ONECOAT.VN để biết thêm chi tiết
Theo Kiến Trúc & Đời Sống số 209