โครงสร้างไม้ยุคใหม่ เล่นใหญ่ให้เสียดฟ้า

ในปี 1965 การสร้างอาคาร John Hancock Center ในเมืองชิคาโกนั้นต้องใช้อลูมิเนียมกว่า 5 ล้านปอนด์ซึ่งเป็นจำนวนมากพอๆ กับการผลิตรถบัสนำเที่ยวถึง 96 คัน และอีก 5 ปีต่อมาเหล่าวิศวกรก็สร้างสิ่งที่เหนือกว่าในนาม Sears Tower ตึกระฟ้าที่สูงถึง 1,400 ฟุต โดยใช้วัสดุเป็นเหล็กกว่า 176 ล้านปอนด์ อย่างที่ทราบกัน ชิคาโกนั้นเป็นเมืองแห่งเหล็กและคอนกรีต แต่วันนี้มีความพยายามที่น่าเหลือเชื่อเกิดขึ้นแล้ว เมื่อมีคนจะเอื้อมขึ้นไปสัมผัสฟากฟ้าของเมืองแห่งนี้ และพลิกโฉมของตึกระฟ้าทั่วโลก ด้วยวัสดุชนิดใหม่... นั่นคือ ไม้ โดยจะเอาโครงสร้างไม้มาทำเป็นตึก !!

พาไปชมตึกไม้จากโครงสร้างไม้ทั่วมุมโลก

วันนี้ ณ ริมแม่น้ำชิคาโกได้มีความคิดริเริ่มในการร่ายมนต์บทใหม่ทางวิศวกรรมขึ้น ความน่าทึ่งนี้จะมาในรูปแบบของโครงสร้างยกสูงขนาดใหญ่ที่ใช้วัสดุเป็นท่อนไม้ทั้งหมด อาคาร River Beech Tower จะถูกสร้างขึ้นจากไม้ beech ที่ดูบางเบา เงาร่างมหึมาสีบรอนด์งามของตึกที่สูง 80 ชั้นแห่งนี้จะยืนตระหง่านเด่นชัด ตัดกับขอบฟ้าที่ทอประกายในความมืดของเมือง อาคารในจินตนาการหลังนี้ยังไม่ถูกสร้างขึ้นจริง หรือบางทีอาจจะเป็นไปไม่ได้เลย แต่นี่คือส่วนหนึ่งของงานวิจัยร่วมกันระหว่างมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กับสถาปนิกจากบริษัท Perkins + Will และวิศวกรจากบริษัท Thornton Tomasetti ที่กำลังร่วมมือกันเพื่อหาคำตอบว่า จะต้องทำอย่างไรถึงจะสร้างตึกไม้ขนาดยักษ์เช่นนั้นได้

แบบจำลองอาคาร River Beech เมืองชิคาโก

ตึก River Beech ที่ว่านี้คือความทะเยอทะยานรูปแบบหนึ่งจากแนวคิดอันหลากหลายที่เกิดขึ้นมาในช่วงหลายปีนี้ ยกตัวอย่างเช่น มีกลุ่มนักออกแบบได้นำเสนอแนวทางเพื่อสร้างตึกไม้ที่มีความสูงเท่าๆ กันในกรุงลอนดอนชื่อว่า Oakwood Tower ขณะที่ในกรุงสต็อกโฮล์มมีอาคารพักอาศัยความสูง 436 ฟุตซึ่งสูงที่สุดในเมืองอยู่ระหว่างการก่อสร้าง และบริษัทของตำนานสถาปนิกหญิง Zaha Hadid ก็เพิ่งชนะการประกวดราคาเพื่อสร้างสนามฟุตบอลที่ทำด้วยไม้ทั้งหลังในประเทศอังกฤษ

ยุคสมัยใหม่ของไม้ได้เปิดฉากขึ้นอย่างเป็นทางการแล้ว และมันจะเปลี่ยนภาพลักษณ์กับความรู้สึกต่อเมืองของเราไปอย่างสิ้นเชิง “ผมเชื่ออยู่เสมอว่า ทุกๆ ก้าวที่ยิ่งใหญ่ในงานสถาปัตยกรรมล้วนมีที่มาจากนวัตกรรมด้านโครงสร้าง” Michael Green สถาปนิกชาวแวนคูเวอร์กล่าว โดยเขาเพิ่งเสร็จงานสร้างอาคาร T3 ความสูง 7 ชั้นในเมืองมินนีแอโพลิสมาหมาดๆ ซึ่งนับว่าเป็นโครงสร้างไม้ที่สูงที่สุดในปัจจุบันของสหรัฐอเมริกา

อาคาร T3 เมืองมินนีแอโพลิส

จริงอยู่ที่ไม้ไม่ใช่ของแปลกใหม่อะไร ไม้ถูกใช้เป็นวัสดุหลักในการก่อสร้างอาคารมาตลอดจนถึงปลายศตวรรษที่ 19 แต่ความเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดขึ้นจากเหตุการณ์เพลิงไหม้หลายต่อหลายครั้งตามเมืองใหญ่ในสหรัฐฯ เมื่อไม้ถูกมองว่าเป็นเชื้อไฟชั้นดี ทำให้บรรดาสถาปนิกทั้งหลายต้องค้นหาวัสดุก่อสร้างใหม่ๆ อย่างเหล็กและคอนกรีต แต่นวัตกรรมใหม่ก็คืนชีพให้ไม้กลับมาเป็นที่น่าสนใจอีกครั้ง

ไม้แปรรูป Cross-Laminated timber (CLT) คือวัสดุไม้ที่แข็งแรงอย่างเหลือเชื่อ เกิดจากการนำไม้ชิ้นต่างๆ เชื่อมเข้ากันด้วยกาวเป็นชั้นๆ เสริมให้มีความทนทานไม่แพ้เหล็กกล้าเลยทีเดียว เจ้าวัสดุแบบใหม่นี้เมื่อนำมาใช้กับระบบการผลิตแบบดิจิตอลที่เที่ยงตรงแม่นยำ อย่าง การกัดด้วย CNC ทำให้สถาปนิกสามารถเนรมิตโครงสร้างไม้ที่สูงเกินไปกว่าที่คนเมื่อศตวรรษที่แล้วเคยจินตนาการได้ ทั้งนี้คุณสมบัติด้านสภาพแวดล้อมของมันยิ่งทำให้ดูมีเสน่ห์ยิ่งกว่า เพราะไม้จะทำหน้าที่เหมือนกล่องกักก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยดักจับก๊าซที่เกินมาจากในอากาศ

ไม้แปรรูป Cross-Laminated timber (CLT)

ปัจจุบัน เจ้าของสถิติอาคารไม้ที่สูงที่สุดในโลกตั้งอยู่เลยจาก T3 ของ Green ขึ้นไปทางเหนือ มันคือหอพัก 18 ชั้นในนครแวนคูเวอร์ชื่อว่า Brock Commons โดยอาคารหลังนี้ดูไม่แตกต่างจากอาคารอื่นๆ ที่สร้างด้วยเหล็กหรือคอนกรีตเลย โครงสร้างสี่เหลี่ยมคล้ายกล่องทำจากไม้หลายชิ้นต่อเข้าด้วยกันจนดูคล้ายเลโก้ขนาดยักษ์ นี่เองจึงเป็นข้อพิสูจน์ที่สำคัญว่าไม้สามารถใช้เป็นวัสดุสำหรับโครงสร้างขนาดใหญ่ได้

“ผมคงจะดู Brock Commons เป็นอาคารสาธิตสำหรับการใช้ผลิตภัณฑ์เพื่อสร้างตึกสูงที่จับต้องได้ ใช้ระยะเวลาที่สั้น และใช้งบประมาณได้อย่างคุ้มค่า” Robert Jackson วิศวกรด้านโครงสร้างแห่งบริษัท Fast + Epp ผู้มีส่วนในความสำเร็จของโครงการนี้

Michael Ramage หัวหน้าศูนย์นวัตกรรมวัสดุธรรมชาติของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และหัวหน้าวิศวกรของโครงการ River Beech ในเมืองชิคาโกและ Oakwood Tower ในกรุงลอนดอนชี้ว่า Brock Commons คือก้าวแรกของการค้นพบศักยภาพเฉพาะตัวของไม้ “คุณสามารถย้อนกลับไปดูประวัติศาสตร์ที่บันทึกการเปลี่ยนวัสดุแบบใหม่ได้ทุกครั้งเลยครับ เราจะเลียนแบบวัสดุเดิมซ้ำๆ จนกระทั่งเราสร้างสรรค์สิ่งใหม่จนใช้งานได้” เขากล่าว นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับเหล็ก เหล็กกล้าและคอนกรีต และในที่สุดแล้วเขาก็เชื่อว่าสถาปนิกจะสามารถรวมเอาคุณสมบัติเฉพาะของไม้เข้าด้วยกัน และสร้างสิ่งใหม่ที่น่าตื่นตาตื่นใจขึ้นมาได้สำเร็จ    

อาคาร  Brock Commons เมืองแวนคูเวอร์

ไม้มีคุณสมบัติทั้งเบาและแข็งแรง ซึ่งหมายความว่า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างอาคารสูงที่ต้องรองรับน้ำหนักโครงสร้างของตัวเอง ในขณะเดียวกัน มันก็ไม่ได้แข็งทื่อเหมือนเหล็กกล้าหรือคอนกรีตซึ่งมีระยะจำกัด แต่มันสามารถยืดหยุ่นได้โดยที่ยังคงความแข็งแรงไว้ ด้วยเหตุนี้เอง แท้จริงแล้วอาคาร River Beech Tower ในชิคาโกจะเป็นอาคารคู่ที่อยู่ชิดกันซึ่งถูกเชื่อมต่อตรงกลางด้วยลานซึ่งเป็นจุดตัดของคานรับน้ำหนักแบบทแยงมุม คานเหล่านี้ต่อกับโมดูลรูปรังผึ้งที่ด้านหน้า ซึ่งจะช่วยแบกรับน้ำหนักส่วนใหญ่ของโครงสร้างไว้ เกี่ยวกับเรื่องนี้ Todd Snapp หุ้นส่วนในบริษัท Perkins + Will และผู้ร่วมในโครงการกล่าวว่า “เราให้วัสดุเป็นตัวบอกว่า การออกแบบควรจะเป็นไปอย่างไร”

Kevin Flanagan แห่งบริษัท PLP Architecture ผู้ออกแบบ Oakwood Tower ในลอนดอนให้ความเห็นว่า ไม้จะมีโอกาสในการสร้างสถาปัตยกรรมที่ตรงไปตรงมาและโปร่งใสมากขึ้น โดยเขาเพิ่งจะเริ่มโครงการใหม่ในฮอลแลนด์ชื่อว่า The Lodge ที่จะอธิบายแนวคิดในเรื่องนี้ของเขาได้อย่างเป็นรูปธรรม โดยอาคารความสูง 426 ฟุตแห่งนี้จะมีรูปทรงไฮเพอร์โบลาทำจากแก้ว หุ้มด้วยคานไม้รอบนอกอีกชั้น ซึ่งจะกลายเป็นเหมือนตะกร้าสานที่ห่อตัวตึกไว้อย่างแข็งแรง เมื่อใกล้จะถึงยอด คานจะมีขนาดเล็กลงและดูสง่างาม ขณะที่บริเวณฐานล่างคานไม้ก็จะหนาขึ้น ดูไม่คล้ายกับลำต้นของต้นไม้

“เมื่อคุณเห็นจะเข้าใจเลยว่าอะไรกับห่อหุ้มอะไรอยู่ ซึ่งเราคงทำแบบนี้กับเหล็กกล้าหรือคอนกรีตได้ไม่เนียนตาเช่นนี้แน่” เขากล่าว

แบบจำลองอาคาร  Oakwood Tower เมืองลอนดอน

แต่อย่างไรก็ตาม The Lodge ก็เหมือนกัน River Beech และ Oakwood Towers คือ พวกมันเป็นเพียงความเป็นไปได้ในทางทฤษฎีเท่านั้น หากไม่มีใครสร้างขึ้นมาจริงๆ “ถ้ามีใครเทงบให้ไม่อั้นแล้วบอกว่า อยากได้ตึกแบบนี้ละก็ คำตอบคือ จัดให้ครับ แต่คงต้องใช้เวลาสักหน่อย” Ramage กล่าวด้วยความมั่นใจ ทั้งนี้ยังคงต้องมีการวิจัยเกี่ยวกับความปลอดภัยและงบประมาณสำหรับการสร้างอาคารด้วยโครงสร้างไม้ดังกล่าว

ในขณะเดียวกันผู้บริหารเมืองและผู้พัฒนาอสังหาริมทรัพย์หลายรายก็ยังคงตั้งข้อสงสัยในการลงทุนเพื่อทดลองใช้วัสดุใหม่นี้จากโครงสร้างไม้อยู่ เพื่อแลกกับสถาปัตยกรรมที่ไม่ได้สร้างในชั่วข้ามคืน และทิวทัศน์ของเมืองที่จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างช้าๆ แต่แม้ว่าเหล่าสถาปนิกอาจจะต้องใช้เวลาแรมปีเพื่อทำโครงสร้างใหม่สุดพิสดารนี้ให้เป็นจริง ความทะเยอทะยานของพวกเขาก็ยังคงตอบสนองต่อจุดประสงค์ที่สำคัญไม่แพ้กัน นั่นคือ... พวกเขาแสดงให้เห็นว่า สิ่งนี้นั้นเป็นไปได้  

ขอบคุณภาพจาก: SkyriseCities.com, Archdaily.com, Dezeen.com, Architect Magazine.com, vancouver.housing.ubc.ca และ builditwithwooddotorg

ที่มา: www.wired.com

 

บทความที่เกี่ยวข้อง

• อัจฉริยะ....มั้ย? ถามใจเธอดู!
   
• เทสลา จะเขียนประวัติศาสตร์หน้าใหม่ของบ้าน ด้วยแผ่นหลังคาโซล่าเซลล์
   
• เมืองในอนาคตจะเปลี่ยนไปในยุคยานยนต์ไร้คนขับ
   
• รถไฟฟ้าสร้างเมืองให้เป็นสุขได้จริงหรือ?