Buzz
Thời kỳ công nghiệp hiện đại thực sự được xây dựng trên thép và bê tông, những vật liệu dễ dàng có sẵn mang lại sức mạnh cho các tòa nhà có thể trải dài hàng trăm tầng lên trời. Khác với gỗ, thép và bê tông không bị cháy từ một chiếc lồng đèn chỉ cần rơi. Chẳng bao lâu sau đó, những đám cháy làm hủy diệt thành phố, như San Francisco năm 1906 và Chicago năm 1871, trở thành điều của quá khứ—ít nhất là cho đến khi biến đổi khí hậu bắt đầu tăng cường cháy rừng ở California.
Cây gỗ già yếu đã bị giới hạn trong những công trình nhỏ như nhà ở cho đến khi các nhà khoa học môi trường bắt đầu đề cập đến một điều mà mọi người đều đang bỏ qua: Việc sản xuất thép và bê tông đưa vào khí quyển lượng lớn khí carbon, cả về năng lượng cần để tạo ra vật liệu và CO2 phát ra từ phản ứng hóa học trong quá trình hình thành vật liệu. Ngược lại, gỗ thực sự hấp thụ carbon, ít nhất là trong thời gian khi nó là một phần của cây sống, khi lá cây hút CO2 trong quá trình quang hợp. Một khi bị nhốt trong gỗ, tất cả carbon đó đều không rơi vào khí quyển.
Khi hành tinh của chúng ta tiếp tục lao dốc vào một thảm họa khí hậu, những kiến trúc sư trong những năm gần đây đã chú ý đến những phẩm chất của gỗ, bao gồm cả giá trị của nó như một vật liệu composite siêu mạnh, và đã cải tiến kỹ năng xây dựng của họ để xây dựng những tòa cao ốc lên đến 275 feet bằng gỗ, tận dụng những vật liệu gỗ hiện đại—đây không phải là những căn hộ gỗ khổng lồ. Và ngày nay, viết trên tạp chí Nature Sustainability, một nhóm các nhà khoa học môi trường và kiến trúc sư đã đo lường độ mạnh mẽ của những công trình đô thị bằng gỗ có thể làm giảm thiểu biến đổi khí hậu.
“Lần đầu tiên, chúng ta có thể thấy rằng ở quy mô toàn cầu, chiến lược này thực sự hợp lý,” nói tác giả chính Galina Churkina, một nhà khoa học môi trường tại Đại học Yale. “Chúng tôi có thể đo lường lượng khí thải và lưu trữ carbon, và chúng tôi cũng có thể chứng minh rằng có đủ gỗ để chuyển đổi thành các thành phố gỗ.”
Các tác giả nghiên cứu phát hiện rằng nếu mức sống tiếp tục tăng và con người đòi hỏi nhiều không gian hơn, và chúng ta tiếp tục xây dựng các công trình từ bê tông và thép, lượng khí thải liên quan có thể đạt đến 600 triệu tấn mỗi năm vào năm 2050. Nhưng xây dựng các tòa nhà gỗ cho cư dân đô thị mới có thể lưu trữ lên đến 680 triệu tấn carbon mỗi năm. Càng xây nhiều công trình gỗ, chúng ta càng giữ carbon nhiều hơn—ngoài ra, việc bỏ qua việc sản xuất thép và bê tông giữ cho nhiều carbon hơn không bị xâm nhập vào khí quyển.
Để có được những con số này, các nhà nghiên cứu đã thực hiện nhiều công đoạn phóng đại. Họ sử dụng các con số chấp nhận được về khí thải liên quan đến việc tạo ra một tấn thép hoặc bê tông, và khí thải mà bạn sẽ giữ lại bằng cách sản xuất một tấn gỗ. Sau đó, họ phóng đại nó lên để biết cần bao nhiêu vật liệu cho một công trình, sau đó phóng đại lên để biết cần bao nhiêu vật liệu trên mỗi người để xây dựng các công trình mới. Đội ngũ nghiên cứu tính toán cho sự gia tăng dân số, cũng như nhu cầu tăng lên về không gian khi mọi người trên thế giới leo lên tầng lớp trung và cao.
"Chuyển đổi này là khả thi dưới hai điều kiện: rằng rừng được khai thác được quản lý bền vững, và rằng carbon được chuyển từ rừng vào thành phố và được lưu trữ trong các công trình được bảo tồn dưới một dạng nào đó sau khi phá hủy các công trình," Churkina nói. Đó là, chúng ta không thể chỉ đi chặt rừng mà không suy nghĩ, và chúng ta không thể đốt cháy những công trình sau khi phá hủy chúng—điều đó chỉ đưa carbon trở lại khí quyển. Thay vào đó, gỗ cần phải được tái chế, ví dụ như làm sàn nhà trong các ngôi nhà mới.
Bây giờ, chúng ta không chỉ nói về việc tụ tập một tòa nhà 20 tầng từ những thanh gỗ đơn thuần. Các tòa nhà cao tầng gỗ hiện đại sử dụng gỗ cross-laminated, về cơ bản là gỗ dán kích thước lớn, được làm bằng cách dán những thanh gỗ hai lớp lại với nhau thành một tấm, sau đó lật tấm 90 độ và dán thêm những thanh gỗ hai lớp nữa lên trên. “Bạn cuối cùng có một tấm gỗ, về kích thước và cách bạn sử dụng nó khi bạn kỹ sư hoặc thiết kế với nó, rất tương tự như một tấm bê tông,” nói Michael Ramage, giám đốc Trung tâm Đổi mới Vật liệu Tự nhiên tại Đại học Cambridge, người không liên quan đến công việc mới này. “Nó chỉ nặng một năm thứ nặng nề.” (Hãy nhớ yếu tố trọng lượng đó—nó sẽ quan trọng sau khi chúng ta nói về an toàn.)
Là một phương tiện tương tự như thép, kiến trúc sư cũng sử dụng gỗ glue-laminated. Đó là cùng một nguyên tắc, chỉ có sản phẩm cuối cùng là những thanh gỗ thay vì tấm. Chúng có thể hỗ trợ cấu trúc, và kiến trúc sư thậm chí có thể uốn chúng để tạo những chi tiết như những bóng tròn.
Điều đẹp đẽ của cả gỗ cross-laminated và glue-laminated là chúng tận dụng sức mạnh tính bằng pound của gỗ trong khi loại bỏ một số điểm yếu hữu cơ của nó. Trong quá trình sản xuất, mỗi thành phần gỗ được quét để tìm các khuyết điểm, như nút, có thể làm suy yếu vật liệu, những nơi này được cắt ra trước khi các mảnh được dán lại với nhau.
Trong vài thập kỷ qua, việc sản xuất các loại hỗn hợp như thế này đã, một cách trớ trêu, biến một vật liệu xây dựng cổ điển thành cái gì thực sự là vật liệu cấu trúc mới duy nhất trong thế kỷ qua, theo lời Ramage. “Bạn phải quay trở lại cơ bản là bê tông cốt thép và sự xuất hiện của thép cấu trúc, cả hai đều vào cuối thế kỷ 19, để có một vật liệu cấu trúc mới ở quy mô của các tòa nhà.”
Tuy nhiên, những vật liệu mới này từ tự nhiên vốn hạn chế quy mô của các tòa nhà gỗ. Một tòa nhà thép 10 tầng nặng gấp đôi hoặc ba lần so với phiên bản gỗ. “Vì vậy, khi bạn xây cao hơn, các tòa nhà gỗ, một cách nghịch lý, phải cứng hơn thép hoặc bê tông,” nói Ramage. Điều này là do lỗi của bạn như một con người, thực sự: Các tòa nhà phải lay động trong gió hoặc động đất để chúng hỏng, nhưng chúng không thể lay động quá nhanh, hoặc chúng sẽ làm cho người sử dụng cảm giác buồn nôn. Bởi vì các tòa nhà gỗ nhẹ hơn nhiều so với những tòa nhà được làm từ thép và bê tông, chúng di chuyển nhanh hơn trong gió.
“Đó không phải là thậm chí là số lượng của sự di chuyển, đó là tốc độ của sự di chuyển mà chúng ta dễ bị ảnh hưởng,” Ramage thêm. “Nó giống như đang ở trên tàu đang lắc.” Do đó, kiến trúc sư phải thiết kế những tòa nhà gỗ nhẹ này cứng hơn so với những tòa nhà chọc trời truyền thống—nhưng không quá cứng, hoặc chúng sẽ hỏng trong gió. Điều này hạn chế chiều cao mà chúng có thể đạt được. Nhưng có một điều lợi: Bởi vì các tòa nhà gỗ được làm từ vật liệu nhẹ, công nhân có thể lắp ráp chúng nhanh chóng, tiết kiệm tiền cho khách hàng. (Chi phí của các vật liệu dán vẫn cao, nhưng giá cả đang giảm.) Họ không cần hàn thép và đổ bê tông.
Chúng ta không thể nói về gỗ mà không nói về hỏa. Dĩ nhiên, lửa có thể đốt cháy những phần mảnh mỏng của nó, nhưng những mảnh gỗ dày thì thường chỉ bị cháy thành than, không cháy đến tận cùng—hãy tưởng tượng một cảm ứng trên lò sưởi mà không có đủ gỗ đốt. Và kiến trúc sư chỉ ra rằng bất kỳ vật liệu xây dựng nào cũng đi kèm với những điểm yếu của nó. “Thép dễ bị cháy, vì vậy chúng ta bọc nó bằng sheetrock hoặc các vật liệu không cháy khác,” Alan Organschi, của Trường Kiến trúc Yale và công ty Gray Organschi Architecture, và là một trong những tác giả của bài báo mới nói. “Bê tông là chất dẫn nhiệt cực kỳ tốt, nên chúng ta phải cách nhiệt xung quanh nó để giữ cho lạnh và nhiệt không bị dẫn qua vật liệu.”
Càng nhiều kiến trúc sư nghiên cứu những vật liệu gỗ mới này, họ càng giỏi trong việc thiết kế các cấu trúc gỗ phức tạp có thể đóng vai trò như không gian sống giữ carbon—nhìn thấy rừng cho cây, và thêm nữa.
Những Điều Tuyệt Vời Khác Trên Mytour
- Chris Evans đến Washington
- Điều Atlanta có thể dạy cho ngành công nghiệp công nghệ về việc phát triển tài năng da màu
- Bảng hiển thị của tương lai có thể ở trong kính áp tròng của bạn
- Các nhà khoa học chống lại các hóa chất “vĩnh viễn” độc hại
- Tất cả cách mà Facebook theo dõi bạn—và cách hạn chế nó
- 👁 Lịch sử bí mật của công nghệ nhận diện khuôn mặt. Cùng với tin tức mới nhất về Trí tuệ Nhân tạo
- 🏃🏽♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để duy trì sức khỏe? Kiểm tra những lựa chọn của đội ngũ Gear chúng tôi cho những chiếc vòng đeo sức khỏe tốt nhất, trang thiết bị chạy bộ (bao gồm giày và tất), và tai nghe tốt nhất
