Gỗ - vật liệu tương lai?

Những tòa tháp chọc trời bằng gỗ ư? An toàn không?

Giới khoa học và kiến trúc đang thúc đẩy một khuynh hướng mới: “thời của gỗ” kèm theo bằng chứng hùng hồn: những tòa nhà chọc trời đã và đang được xây dựng hoàn toàn bằng gỗ.

Nhà chọc trời 
bằng gỗ

Ngày 17-9, Bảo tàng National Building Museum (thủ đô Washington, Mỹ) khai mạc triển lãm Timber City (Thành phố gỗ), trưng bày các công trình kiến trúc hiện đại, tinh tế với vật liệu chính là gỗ. Theo lời giới thiệu, triển lãm kéo dài đến tận tháng 5 sang năm này nhằm “thách thức quan niệm rằng gỗ chỉ là vật liệu xây dựng cổ xưa” qua việc giới thiệu “các công nghệ xây dựng bằng gỗ tân tiến nhất”.

Khách viếng thăm có thể tận mắt chứng kiến gỗ là vật liệu bền vững của tương lai, bởi các công nghệ hiện đại đã cho phép sản xuất các loại gỗ nhẹ nhưng bền chắc và chống cháy tốt.

Timber City không phải là triển lãm duy nhất về công nghệ xây dựng bằng gỗ mới, Mỹ cũng không phải là quốc gia duy nhất đang theo đuổi xu hướng kiến trúc mới này.

Cũng trong tháng 9, kiến trúc sư người Anh Alison Brooks mời công chúng chiêm ngưỡng “The Smile” (Nụ cười), một công trình kiến trúc hình ống dài 34m làm hoàn toàn bằng gỗ tulip và được uốn cong thành nụ cười trứ danh của chú mèo Cheshire trong phim hoạt hình Alice ở xứ sở thần tiên.

Khách tham quan “The Smile” có thể bước hẳn vào trong lồng ống, công trình mà cha đẻ của nó tự hào rằng “mở ra một thế giới mới mà ở đó các công trình hoàn toàn làm bằng gỗ là điều hoàn toàn khả thi”.

Theo CNN, đang có một “sự bùng nổ các công trình làm bằng gỗ, cả ở giai đoạn ý tưởng lẫn xây dựng hoàn tất”.

Đó có thể là dự án tòa nhà 19 tầng bằng gỗ sắp được xây dựng ở thành phố Skelleftea (Thụy Điển) mà khi hoàn tất sẽ là tòa nhà gỗ cao nhất các nước Bắc Âu. Tháng 9 vừa qua, Đại học British Columbia (Canada) cũng thông báo đã cơ bản hoàn tất việc xây dựng ký túc xá 18 tầng Tall Wood Building hoàn toàn bằng gỗ với tổng chiều cao 53m.

Tall Wood Building hiện là tòa nhà gỗ cao nhất thế giới, nhưng sẽ mất danh hiệu này nếu Oakwood Tower, một dự án đầy tham vọng do Công ty PLP Architecture và khoa kiến trúc Đại học Cambridge (Anh) khởi xướng được phê duyệt. Oakwood Tower là dự án nhằm phá vỡ các giới hạn hiện có của công trình bằng gỗ với thiết kế 80 tầng, 
cao 300m!

Nhà gỗ

Sức mạnh của gỗ

Sự bùng nổ của các công trình kiến trúc hiện đại bằng gỗ có được là nhờ công nghệ sản xuất gỗ kỹ thuật (gỗ qua xử lý) đã đạt nhiều tiến bộ.

" Một ưu điểm của xu hướng nhà bằng gỗ là con người luôn cảm thấy thoải mái hơn khi ở trong không gian gỗ. Năm 2009, Viện nghiên cứu Joanneum (Áo) thực hiện thí nghiệm trên một nhóm học sinh theo học tại hai kiểu lớp học khác nhau: một có sàn, trần và tủ đồ bằng gỗ, và một sàn trải thảm vải, trần thạch cao và tủ ván ép. Kết quả học sinh học trong lớp bằng gỗ cảm thấy thoải mái và có nhịp tim thấp hơn."

Theo đánh giá của trang Popular Science, “vật liệu xây dựng tiên tiến nhất của thế giới” chính là cross-laminated timber (CLT, tạm dịch gỗ ép chéo). Như tên gọi, CLT là dạng gỗ kỹ thuật được tạo ra bằng cách áp các thanh gỗ song song vào nhau, sau đó lại đặt chúng thành từng lớp (layer) theo kiểu lớp trên vuông góc với lớp dưới theo thớ gỗ và cuối cùng là dùng một loại keo đặc biệt có tính kháng cháy để dán chúng lại với nhau thành một tấm gỗ.

Một tấm gỗ CLT thường có số lớp là lẻ (3, 5 hoặc 7) và thường dày 10-50cm. Cần phân biệt CLT với plywood (ván ép) và glulam (gỗ ghép thanh bằng keo). Ván ép được ghép từ những miếng ván rất mỏng, còn glulam tuy cũng dùng các phiến gỗ to nhưng chúng được xếp song song với nhau, lớp này chồng lên lớp kia chứ không xen kẽ vuông góc như CLT.

“Việc xếp các thanh gỗ song song sẽ làm dàn trải lực của vật nặng đặt lên chúng đều theo các hướng, và xếp lớp vuông góc với nhau sẽ ngăn các phiến gỗ bị co rút hay biến dạng” - trang Architect and Design của Úc giải thích.

Cấu tạo của CLT cũng giúp mang lại “sức mạnh sắt thép” cho gỗ, theo Popular Science. “Loại vật liệu xây dựng này có nhiều điểm chung với bêtông đúc sẵn hơn là các khung gỗ truyền thống” - PopScie dẫn lời kiến trúc sư người Anh Anthony Thistleton.

Loại gỗ thường dùng để ghép thành CLT là linh sam hay gỗ thông. Tờ Bloomberg mô tả quá trình sản xuất CLT của D.R. Johnson, một trong những công ty CLT đầu tiên ở Mỹ, như sau: tại một xưởng gỗ nằm cạnh khu rừng linh sam ở Riddle (bang Oregon), khoảng 125 công nhân bận rộn dán các phiến gỗ linh sam lại thành khối 3mx9m rồi cho vào máy dập khí nén, và “vật liệu của tương lai” sẽ ra đời chỉ vài giờ sau đó.

Với các tấm gỗ CLT, việc xây dựng trở nên đơn giản và thuận tiện hơn rất nhiều so với vật liệu bêtông cốt thép. Có thể dễ dàng hình dung việc xây nhà với CLT cũng như trò chơi xếp các mẩu lego và thực tế đúng là như thế.

Với từ khóa “CLT installation” trên YouTube, bạn có thể xem cách người ta xây dựng với CLT: xe tải chở vật liệu đến công trường, cần cẩu sẽ nhấc từng tấm và xếp vào đúng chỗ, các kỹ sư dùng khoan cố định các tấm gỗ với nhau.

Theo Architect and Design, ưu điểm của CLT so với các vật liệu xây dựng thông thường chính là nó cho phép ta kiểm soát hoàn toàn dự án xây dựng đó, từ bản thiết kế cho đến khi công trình hoàn tất.

“Việc vận chuyển vật liệu, thứ tự lắp đặt các tấm CLT, vị trí xe cẩu và mọi vấn đề hậu cần khác, tất cả đều có thể được lên kế hoạch trước và nguy cơ sai sót trên công trường được giảm thiểu rất nhiều” - trang này bình luận.

Thế còn tính an toàn? Chẳng phải gỗ rất dễ bắt lửa hay sao? CNN dẫn lời tiến sĩ Michael Ramage, thuộc Trung tâm sáng tạo vật liệu tự nhiên (ĐH Cambridge): một mẩu gỗ nhỏ đương nhiên sẽ dễ cháy, nhưng các khối gỗ to thì khó bắt lửa hơn nhiều.

Trung tâm của Ramage đã tạo ra công nghệ giúp gỗ chống cháy cao hơn cả các công trình bêtông cốt thép. “Hơn nữa, về nguyên tắc tòa nhà nào cũng phải có hệ thống chống cháy sẵn sàng hoạt động, bất kể nó được xây bằng gì” - Ramage nói và nhắc vụ tòa nhà chọc trời hiện đại ở Dubai phát hỏa hồi tháng 7 để cho rằng “đâu phải gỗ mới dễ cháy”.

“The Smile” (Nụ cười), một công trình kiến trúc hình ống dài 34m làm hoàn toàn bằng gỗ tulip và được uốn cong thành nụ cười trứ danh của chú mèo Cheshire trong phim hoạt hình Alice ở xứ sở thần tiên.

Có gì hơn bêtông?

Nếu gỗ cũng chỉ có công năng tương đương như bêtông, tại sao phải chuyển sang xây dựng bằng gỗ? Câu trả lời sẽ rất “thời sự” trong thời buổi biến đổi khí hậu như hiện nay: vật liệu nào xanh, bền vững, thân thiện với môi trường hơn thì cần ưu tiên hơn.

Nhưng như thế sẽ phải chặt rất nhiều cây? TS Ramage cho rằng các công trình sẽ sử dụng gỗ từ các khu rừng được trồng chuyên để phục vụ xây dựng và không liên quan chuyện phá rừng.

Ngoài ra, gỗ được xem là tài nguyên tái tạo và có tính thân thiện với môi trường vượt trội so với bêtông và sắt thép.

Theo một báo cáo năm 2013 của Công ty tư vấn Ecofys, sắt và thép chiếm gần 5% khí thải nhà kính toàn cầu, và các nguyên vật liệu khác trong quá trình xây dựng như bêtông chiếm 6%. Nói cách khác, các công trình xây dựng bằng bêtông cốt thép cũng góp phần vào biến đổi khí hậu như khí thải từ xe cộ chạy trên đường phố.

Trong khi đó, ai cũng biết công cụ loại trừ khí CO2 phổ biến và hiệu quả nhất, lại luôn sẵn có, chính là cây cối. Theo trang Inhabitat, nếu được xây dựng, cấu trúc gỗ của dự án Oakwood Tower ở London có thể hấp thu 50.000 tấn khí carbon mỗi năm, tương đương lượng khí do 5.000 người thải ra.

Trong một bài nói chuyện tại diễn đàn TED, Michael Green, một kiến trúc sư ủng hộ trào lưu xây nhà bằng gỗ, đưa ra bài toán: nếu xây 1 tòa nhà 20 tầng bằng gỗ thay vì bằng ximăng và bêtông, lượng khí thải giảm được sẽ là 4.300 tấn, tương đương với việc giảm được 900 chiếc xe hơi ra khỏi đường phố mỗi năm. Xây dựng các công trình bằng gỗ cũng bền vững, tiết kiệm và ít ảnh hưởng môi trường hơn so với bêtông cốt thép.

Bất chấp những ưu điểm đã được chứng minh, tương lai của kiến trúc cao tầng bằng gỗ vẫn còn đối mặt với một thử thách khác: quy chuẩn xây dựng. Quy chuẩn xây dựng mỗi nước là khác nhau và nhiều nơi các quy chuẩn an toàn cho công trình sắt thép thì không thiếu, nhưng gỗ thì còn hạn chế.

Economist chỉ ra ví dụ ở một số thành phố của Mỹ, công trình gỗ không được xây quá 5 hoặc 6 tầng (tương đương chiều cao của xe thang cứu hỏa). Song giới kiến trúc hi vọng rằng nếu công trình bằng gỗ ngày càng chứng tỏ được tính ưu việt, các nhà hoạch định chính sách có thể sẽ đồng ý thay đổi luật, chính thức đưa kiến trúc bằng gỗ trở lại thời hoàng kim.

TRƯỜNG SƠN - cuoituan.tuoitre.vn