Träbyggsystemen i byggprocessen

هناك عدد من تقنيات البناء الخشبية وأنظمة البناء الخشبية التي تم تطويرها لاحقًا. ويرتبط الاختيار بين تلك التقنيات يرتبط إلى حد كبير بالمتطلبات الأساسية للمشروع. ويعد كل من الطول والحمل وحجم المشروع ودرجة الإنجاز عوامل مهمة عند اختيار التقنية. ويرد وصف لبعض أنظمة البناء الأكثر استخدامًا في الصفحات التالية.

وتعتبر مكونات المباني الجاهزة وأنظمة البناء الأكثر تقدمًا شائعة في المشاريع الكبيرة ذات التأثير المتكرر. وبشكل عام، ترتبط درجة الإكمال المحتملة أيضًا بطول المبنى (ارتفاعه). وبشكل أكثر تحديدًا، ينطبق ذلك على أبعاد العرض للنقل البري لوحدات البناء حيث يكون 4,150 مم هو أقصى أبعاد العرض العادية مع إمكانية استثناء "أسباب خاصة للأقسام الفردية" في المشروع. بالنسبة للسكك الحديدية، فإن الأبعاد متغيرة وأصغر قليلاً.

وقد استخدم المهندسون المعماريون مكونات خشبية متطورة لتصميمات المباني المثيرة، وهذا هو سبب وجود بنية خشبية جديدة متطورة بالفعل وتوجد هذه المشاريع في السويد وفي بلدان أخرى في الوقت الذي يتزايد فيه البناء بالأخشاب، أي في نصف الكرة الشمالي بأكمله تقريبًا، وأحيانا بالتعاون مع مواد أخرى، مثل الزجاج. ولذلك ازداد استخدام الخشب في الهياكل المرئية والخارجية بشكل كبير خلال القرن الحادي والعشرين، لأسباب من أهمها أن تكنولوجيا المعلومات الجديدة قد فتحت فرصًا جديدة. هنا، نطاق النظام دولي وتدفق منتجات المكونات الخشبية عبر الحدود واسع النطاق، وخاصة داخل الاتحاد الأوروبي.

كما أن الخشب بوصفه مادة بناء يؤثر الآن أيضًا على صناعة البناء التقليدية للاتجاه إلى درجة أعلى من التصنيع المسبق. حيث أن قوة الخشب بالمقارنة مع وزنه هي ما تزيد الفرصة لبناء ونقل هياكل أكبر وأكثر وحدة. ومع ارتفاع معدل التصنيع المسبق للهياكل الخشبية، تتغير عملية موقع البناء ليتحول من التصنيع إلى التركيب. وهذا يعمل على تحسين الخدمات اللوجستية من خلال تقليل عدد عمليات النقل وتمكين التخطيط اللوجستي الصناعي على مستوى دقيق. إن الجسور الخشبية والمباني المرتفعة التي تم بناءها باستخدام الوحدات الصندوقية هما قطاعان يُظهران مدى قيام تقنيات الإنشاء الصناعي بتغيير سوق الإنشاءات - فالإنشاءات الخشبية الصناعية هي بكل بساطة أسرع بكثير.

نظام القواعد الخشبية

تم استبدال تقنية الأخشاب المستندة على بعضها البعض للمنازل الخشبية خلال الجزء الأخير من القرن التاسع عشر بالمنازل الخشبية التي تبنى بالأخشاب الجافة (restimmerhus). وكانت هذه التكنولوجيا رائدة في نوع نظام القواعد الخشبية الذي سيطر على المنازل الخشبية منذ ثلاثينيات القرن العشرين - والذي لا يزال يستخدم حتى اليوم. والميزة الكبرى للعوارض الخشبية الدائمة هي أن الخشب مستقر طوليًا بينما ينكمش أو يتمدد عرضيًا تبعًا للرطوبة بشكل أكبر. وقد تم دمج نظام القواعد الخشبية مع العزل، وكان ذلك في الماضي باستخدام نشارة الخشب والآن يتم ذلك باستخدام الصوف المعدني وعزل ألياف السليلوز.

وهناك العديد من التقنيات المختلفة لبناء البيوت التي يتم بناءها وفقًا لنظام القواعد الخشبية، ابتداءً من الصناعات الحرفية البحتة إلى الصناعات التي تتم بشكل أوتوماتيكي بالكامل.

تكنولوجيا بناء الموقع

إن البيوت التي يتم بناءها وفقًا لنظام القواعد الخشبية المبنية في الموقع، والتي تسمى أيضًا المنازل المنفصلة، شائعة كمنازل الأسرة الواحدة (الفلل). وقد استخدمت هذه التقنية أيضًا في المنازل الكبيرة في السويد ولكن اليوم تحدث بشكل قليل. وهذه هي تقنية البناء الخشبي المهيمنة للمباني متعددة الطوابق في الولايات المتحدة.

وهذه الطريقة مناسبة للمباني الفريدة من نوعها ومناسبىة كذلك عند البناء دون استخدام معدات رفع متطورة. ويتم إتمام أغلب العمل بواسطة العمال الموجودين في موقع البناء، وغالبًا ما يكون ذلك في الأماكن المفتوحة. والمواد الأساسية إما أن تكون الأخشاب الجاهزة (أطوال وأعراض جاهزة) أو الأخشاب من بائعي التجزئة لمواد البناء وبائعي التجزئة للأخشاب والتي يتم قطعها في موقع البناء.

ويتم تجميع الحوائط التي تم بناءها في الموقع بشكل أفقي على لوح الأساس أو على أرضية الطابق العلوي. ويتم وضع عارضات الدعم الرأسية وعارضات الدعم الأفقية ثم يتم وضع عارضات الحوائط بينهما وتكون المسافة للمركز 600 مم أو 450.

وبعد تثبيت قطع الإطار الخشبي فإنه يتم رفعه وتثبيته في مكانه. ويتم تثبيت الكمرات وجاملونات الأسقف على شريحة الخشب الفوقية ثم يتم تركيب أرضية جديدة أو سقف جديد.

ويتم بناء الهيكل الخشبي كإطار مفتوح، ولا يتم تركيب أي عوازل به. وتكون شبكات العارضات مغطاة بالخشب الرقائقي المخصص للأرضيات أو الألواح الحبيبية المضغوطة المخصصة للأرضيات.. ثم يتم بعد ذلك بناء سقف واق. وللمباني الطويلة، قد يكون من الضروري وضع بعض الألواح الجدارية من أجل عملية استقرار الرياح أثناء مرحلة البناء. وبمجرد أن يكون السقف جاهز للتعرض لعوامل الطقس (بحيث لا يمكن للرياح أو غيرها تحريكه من مكانه) فيمكن أن يتم بدء العمل على تركيب المواد مثل العوازل و ألواح الجص (ألواح الجبس).

وهذا بناء حساس للرطوبة حيث يجب التحقق من نسبة الرطوبة قبل إعادة بناء القواعد. وعلى وجه الخصوص، تعتبر أسطح الربط بين عارضات الدعم الرأسية وألواح الأرضية نقاطًا مهمة. لا ينبغي أن يتم تركيب وتثبيت ألواح التكسية الداخلية أو الصفائح الخشبية على الحوائط قبل أن يكون المحتوى الرطوبي للأسطح تحت 18%. يُرجى ملاحظة أن محتوى رطوبة السطح هي ما تحدد مخاطر النمو الميكروبي.

ومن ناحية أخرى، فإنه أيضًا بناء يجب حمايته من الجفاف الشديد، مثل تركه بدون حماية لفترة طويلة خلال أوائل الصيف.

نظام الخشب المصفح التقاطعي (CLT)

لقد تطور الخشب المصفح التقاطعي (CLT) بأحجام كبيرة بسرعة كبيرة منذ أن تم تصنيعه لأول مرة في تسعينيات القرن العشرين. وباستخدام الخشب المصفح التقاطعي (CLT)، تم إنشاء منتج خشبي عام يمكن استخدامه لجميع أنواع المباني - غالبًا المباني ذات الأطوال المرتفعة وتصاميم الهندسة المعمارية المثيرة. وهو منتج يوفر بشكل ثابت فرصًا فريدة للهندسة المعمارية الجديدة. وهو يُستخدم على حد سواء في الجدران وشبكات العارضات والأسقف.

وفيما يتعلق بتكنولوجيا البناء، تتميز عناصر الخشب المصفح التقاطعي (CLT) بخصائص يعرفها قطاع البناء جيدًا ويقدرها - وتقنية بناء المباني الكبيرة بعناصر حاملة في الجدران وشبكات العارضات متاحة منذ خمسينيات من القرن الماضي مع عناصر خرسانية. إلا أن عناصر الخشب المصفح التقاطعي (CLT) أخف وزنًا وأكبر حجمًا (يصل عرضها إلى 3,5 متر وطولها 20 مترًا) وأكثر مرونة من الخرسانة.

وغالبًا ما يستخدم الخشب المصفح التقاطعي (CLT) بالاقتران مع مواد أخرى وأنظمة بناء أخرى بالأخشاب، على سبيل المثال مع أنظمة الدعامات والعارضات. وهناك عدد من أنظمة الخشب المصفح التقاطعي (CLT) الخاصة بالموردين لأنواع المباني التي يرتفع عليها الطلب مثل المنازل. وهذه الأنظمة ليست متماثلة تمامًا في تفاصيلها، وهناك اختلافات بشكل خاص في شبكات العارضات.

نظرًا لأن هذا النوع من الخشب هندسي للغاية، فغالبًا ما يلعب معيار الشركة المصنعة للخشب المصفح التقاطعي (CLT) دورًا ثانويًا. ومن المرجح أن يكون السوق المستقبلي الكبير للخشب المصفح التقاطعي (CLT) موجودًا في المباني المصممة خصيصًا حيث تبقى المواد الخشبية مرئية. ومن ثم يمكن طلب ألواح الخشب المصفح التقاطعي (CLT) بجودة سطح عالية.

ويمكن الاطلاع على جميع المعلومات حول الخشب المصفح التقاطعي (CLT) في KL-trähandbok (دليل الخشب الخشب المصفح التقاطعي (CLT))، اقرأ المزيد على www.svenskttra.se.

برج تهوية لـ Norra Länken في ستوكهولم. مبنى أصلي مع مواد بناء أصلية. تم بناء البرج من ألواح الخشب المصفح التقاطعي (CLT) من خشب التنوب والتي تم تفريزها باستخدام التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) مع قضبان ربط عمودية من الصلب. الواجهة مكسوة بقشرة من خشب شجر العفص العملاق (الأرز الأحمر الغربي).

الشكل 100 أمثلة لمباني مبنية بالخشب المصفح التقاطعي (CLT) والخشب الرقائقي الملصوق (الجلولام)

أنظمة العناصر المسطحة

يمكن أن يتم تقليل مدة البناء في موقع البناء بشكل كبير من خلال الحصول على أجزاء جاهزة من الإطار الهيكلي أو الحصول على وحدات مسبقة الصنع. إن البناء باستخدام وحدات السطح هي تقنية شائعة جدًا يتم استخدامها لكافة أنواع المباني الخشبية والمباني منخفضة الارتفاع والمباني شاهقة الارتفاع ومباني المكاتب. وتتطلب تلك الطريقة في البناء شكلًا من أشكال معدات الرفع التي يمكنها التعامل مع أوزان تصل إلى 3 طن. ويمكن لشاحنة بمنصة رفع هيدروليكية في العادة رفع إلى 3 - 4 طوابق.

الجدران غير الضخمة كلعناصر مسطحة لها نفس هيكل الجدران وفقًا لنظام القواعد الخشبية المبنية في الموقع. وعادةً ما تكون معزولة كليًا أو جزئيًا. وعلى عناصر الجدار الخارجي، يمكن تركيب كسوة الواجهات الخشبية وطلائها وإدراج نجارة النوافذ بها. وغالبًا ما تُستكمل العناصر المصنوعة من الخشب المصفح التقاطعي (CLT) بالعزل الخارجي ونجارة النوافذ قبل التركيب.

وبالنسبة لوحدات الأسطح الخاصة بشبكات العارضات في المباني منخفضة الارتفاع، فإنه غالبًا ما تكون بنفس بنية شبكات العارضات الخشبية الخاصة بالمباني التقليدية، مع وجود عارضات حمل الأوزان والصفائح الخشبية في الأعلى. ويتم حشو الفراغات باستخدام عازل للحد من نقل الصوت.

وبالنسبة لشبكات العارضات التي تكون في المباني شاهقة الارتفاع فإنهم يتطلبون هياكل أكثر تقدمًا لتحقيق عامل عزل قياسي للحرائق وعز ل الأصوات بين الشقق. وغالبًا ما تتألف تلك الأنواع من طبقتين، أحدهما طبقة بنائية والأخرى طبقة عازلة للحرائق والأصوات. وقد تتضمن الهايكل الحاملة للأوزان عارضات تقليدية، أو الخشب المصفح التقاطعي (CLT)، أو هيكل عُلبي.

ويجب حماية عناصر الجدران وشبكات العارضات بالعوازل وينبغي حماية الطبقات السطحية من المطر أثناء النقل ومرحلة البناء. وغالبًا ما يتم تركيب المباني الصغيرة في يوم واحد، ومن ثم فيمكن أن يتم تركيب أسقف جاهزة للتعرض لعوامل الطقس في نفس اليوم. وبالنسبة للمباني التي لا يمكن تركيبها في يوم واحد فإنها تتطلب نوعًا من أنواع التغطية الواقية أو إجراء حماية آخر. وبالنسبة للمباني متعددة الطوابق ذات فترات البناء الأطول، تتوفر حماية خاصة من عوامل الطقس في السوق.

أنظمة الأعمدة والعارضات

توجد أنظمة الأعمدة والعوارض كهياكل من الخشب الرقائقي الملصوق (الجلولام) منذ 100 عام، ولكن نادرًا ما يُنظر إليها على أنها نظام بناء خشبي محدد. ومع ظهور الخشب المصفح التقاطعي (CLT) والمنشآت الخشبية ذات الكاسيت، أصبح من الواضح إبرازها كنظام بناء منفصل. والاندماج بين الأنظمة واضح، وكذلك التفاعل مع مواد البناء الأخرى. يمكن رؤية الاندماج بين الإطارات الفولاذية والألواح الخرسانية.

وفي الوقت الحاضر، هناك أيضًا العديد من أنظمة الأعمدة والعوارض الكاملة في السوق، سواء لبناء المساكن أو المباني.

ومن أنواع المباني الخاصة هي القاعات التي هي من الشائع بنائها باستخدام الخشب الرقائقي الملصوق (الجلولام). ويتوفر في السوق أنظمة الأعمدة والعوارض وعناصر الخشب الرقائقي الملصوق (الجلولام) المنحنية.

يمكن الاطلاع على جميع المعلومات حول الخشب الرقائقي الملصوق (الجلولام) في Limträhandbok Del 1 – 4 (دليل الجلولام الجزء 1 – 4)، اقرأ المزيد على www.svenskttra.se.

نظام الوحدات

إن استخدام وحدات السطح يمكن أن يسمح بنقل 20 - 30% من أعمال البناء التي تتم في الموقع إلى أحد الورش الصناعية. وتجدر الإشارة إلى أن البناء باستخدام عناصر الوحدات الصندوقية عبارة عن تقنية بناء خشبية تنقل أكثر من 80 بالمائة من العمل إلى المصانع. فالدرجة العالية من التصنيع المسبق يقلل إلى حد كبير جدًا الوقت المطلوب في موقع البناء.

قد تشتمل الوحدات الصندوقية على غرفة أو أكثر، أو أجزاء من المبنى، مثل الحمامات شاملة لتركيباتها. وهي تتألف من جدران وأرضيات وأسقف مبنية بألواح. ويتم دمجهم في وحدة ذاية الحمل والتي تكون متصلة بوحدات أخرى. توجد الآن عناصر للوحدات الصندوقية تعتمد على الخشب المصفح التقاطعي (CLT). ومعدل الإنجاز مرتفع، ويشمل تركيبات السباكة والكهرباء والاتصالات السلكية واللاسلكية والبيانات؛ يبقى التوصيل البيني فقط بعد التركيب. ويكون حجم الوحدة الصندوقية محدودًا بسبب القيود الخاصة بوسائل النقل، كحجم وسيلة النقل وما إلى ذلك.

ويتم إجراء التركيبات خلال فترات مركزة، بمعدل 20 - 30 وحدة في اليوم. ومن ثم فيمكن تركيب الأجزاء الخاصة بالمباني ذات الارتفاعات العالية للارتفاع بأكمله في يوم واحد وتغطيتها بسقف مسبق الصنع. وتجدر الإشارة إلى أن الوحدات الصندوقية حساسة تجاه الأمطار قبل تغطيها بسقف مقاوم لعوامل الطقس المختلفة. ومن الهام أن يتوفر سقف مؤقت ذو وظائف مقاومة لعوامل الطقس، ليكون بمثابة الغطاء إذا لم يكن من الممكن إتمام العمل في الارتفاع بأكمله في يوم واحد.

الوحدات