Công nghệ kỹ thuật số giúp gỗ thay thế được cả thép và bê tông

Trong việc chế biến và xử lý gỗ, các công cụ sản xuất kỹ thuật số được sử dụng thường xuyên nhất là máy phay hoặc bộ định tuyến CNC (điều khiển bằng máy tính). Các công cụ này tạo điều kiện thuận lợi cho việc hiện thực hóa các bản vẽ véc-tơ 2D và cả mô hình 3D. Thông qua quá trình này, bắt đầu với các kho lưu trữ kỹ thuật số (thường được tạo bằng phần mềm thiết kế như AutoCad), máy phay và bộ định tuyến CNC có thể cắt gỗ nhanh chóng và chính xác, từ kết cấu đến các yêu cầu về thẩm mỹ. Chúng tối ưu hóa thời gian và hiệu quả công việc, trong khi vừa giảm lãng phí vật liệu, chi phí lao động và biến gỗ trở thành “nhân vật chính” trong công trình.

Một số loại gỗ “siêu bền”

– Gỗ ép đinh (Nail-laminated timber): bao gồm nhiều lớp gỗ xếp chồng lên nhau và được liên kết bằng đinh hoặc ốc vít. NLT hoàn toàn thay thế được cho bê tông và thép, đặc biệt là ít phát thải carbon hơn và có thể tái sử dụng. So với bê tông, thời gian thi công của gỗ NLT ngắn hơn, thay thế được cho sàn bê tông, sàn thép trong các tòa nhà thương mại.

– Gỗ đan lớp (Cross-Laminated Timber): bao gồm nhiều lớp gỗ khác phương đan xen lại với nhau, chúng có trọng lượng nhẹ hơn, hoàn toàn thay thế được bê tông và thép. Độ bền chắc cao hơn thép khoảng 20% ​​và cao hơn bê tông không cốt thép từ 4 – 5 lần. Chúng chống cháy tốt vì có cấu tạo khác với gỗ thông thường, là vật liệu cách nhiệt tự nhiên, ít phát thải, thân thiện với môi trường và khả năng chống chịu động đất tuyệt vời.

– Gỗ ép keo (Glued Laminated Wood – Glulam): Bao gồm nhiều lớp gỗ ghép lại và liên kết bằng chất kết dính, thích hợp sử dụng làm dầm, cột, trần nhà, cầu thang và tấm ốp. Ưu điểm lớn nhất của loại gỗ này là dễ dàng tạo ra các hình dạng vòm hoặc đường cong trong dầm hoặc cột. Chúng đa dạng về tông màu, có cả các phiên bản màu nâu – hồng hoặc màu be – hồng…

Chúng ta đã thấy được khả năng vô hạn của vật liệu gỗ trong Kiến ​​trúc – Xây dựng. Các loại gỗ mới ra đời cùng với các công nghệ hiện đại đã giúp tạo ra các công trình bền chắc và thân thiện với môi trường. Dưới đây là 1 số ví dụ về gỗ làm vật liệu chính trong công trình và lợi ích khi áp dụng công nghệ kỹ thuật số trong việc xử lý gỗ.

Một số công trình nổi tiếng sử dụng chủ yếu vật liệu gỗ

Woven House | Santiago Pradilla + Zuloark

Công trình này nằm ở Cundinamarca, Colombia, hoàn thành năm 2019

Các KTS đã tham khảo từ các phương pháp xây dựng khác nhau của Colombia. Cấu trúc gỗ lặp đi lặp lại của Woven House được lấy cảm hứng từ kiến ​​trúc Tây Ban Nha. Có một số cột được chôn dưới đất, trong khi những cột khác chỉ đặt trên đá, với ý tưởng rằng trong những năm đầu những cột gỗ được chôn dưới đất sẽ giữ tải trọng, nhưng sau đó khi chúng trở nên mục nát, các cột tựa trên đá sẽ làm nhiệm vụ thay thế.

Trường tiểu học Cantino | Taller Viga Maestra

Địa điểm: Vilcun, Chile, Năm hoàn thành: 2020

Các KTS sử dụng gỗ làm vật liệu chính, giúp gợi lên cảm giác thân thuộc và ăn nhập với bối cảnh. Kết cấu được thiết kế bằng phần mềm Cadwork và xử lý bằng máy CNC. Gỗ là nhân vật chính trong công trình, từ kết cấu cho đến vỏ bao che và nội thất.

Chợ Curacautín | Taller Viga Maestra

Địa điểm: Curacautin, Chile. Năm hoàn thành: 2021

Cấu trúc chủ yếu được xây dựng bằng gỗ thông radiata và gỗ đan lớp. Cấu trúc được mô hình hóa bằng phần mềm Cadwork và xử lý bằng máy CNC, giúp lắp ráp nhanh chóng và giảm lượng khí thải carbon.

Nội thất văn phòng | mar arquitectos + xamploo

Sử dụng máy phay và bộ định tuyến CNC giúp sản xuất số lượng gỗ cần thiết, tránh lãng phí và cho phép nhóm tập trung vào công việc sáng tạo.

Không gian làm việc Youse | Estudio Guto Requena

Được lấy cảm hứng từ các phòng thí nghiệm fab lab (quy mô nhỏ, tinh gọn), dự án sử dụng các tấm ván ép cắt bằng máy CNC, tạo cảm giác ấm cúng, riêng tư nhưng vẫn tương tác được với các nhóm khác, có thể chứa tối đa 12 người.

Nhà hàng DECK | RAMA estudio

Địa điểm: Quito, Ecuador. Năm hoàn thành: 2018

Mục tiêu chính của dự án là sử dụng vật liệu tối ưu nhất, tránh lãng phí, giảm thời gian vận chuyển và thi công. Hơn 65 tấm gỗ đã được cắt bằng máy CNC, đảm bảo độ chính xác của mỗi tấm từ 85% đến 95% và giảm việc sử dụng vật liệu cũng như giảm chi phí xây dựng.

Hiệu sách Glocal Design Station | ROW Studio

Địa điểm: Thành phố Mexico, Mexico. Năm hoàn thành: 2011

Vì các tấm MDF không thể uốn để tạo ra các đường cong, các KTS quyết định sử dụng tập hợp các tấm nhỏ hơn và ghép lại với nhau, kết quả vẫn tạo ra các đường uốn lượn. Để đạt được độ chính xác và tránh lãng phí, tất cả các tấm gỗ đều được cắt bằng máy CNC.

Nhà hàng Happy Panda | Hou de Sousa

Địa điểm: Quito, Ecuador. Năm hoàn thành: 2013

Trần nhà được làm bằng ván ép cắt bằng máy CNC và Heavyweight interfacing (một loại vải được sử dụng để làm cứng quần áo). Do thời gian gấp rút, việc sử dụng máy CNC, máy cắt laser và máy in đã giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí nhân công.

Cửa hàng trưng bày Tienda Garimpê | numa arquitetos

Địa điểm: São Francisco do Sul, Brazil. Năm hoàn thành: 2016

Ván ép công nghiệp là vật liệu chính trong dự án. Từ tay nắm cửa đến đèn chiếu sáng, mỗi đồ nội thất đều được chế tạo trước bằng máy phay CNC và sau đó được lắp ráp tại chỗ. Toàn bộ quá trình lắp ráp chỉ mất 5 ngày.

Việc tự động hóa trong Kiến trúc – Xây dựng đã được đẩy mạnh hơn nhờ các công cụ sản xuất kỹ thuật số. Máy in 3D, robot tại công trường, máy cắt laser, máy CNC,… đã hỗ trợ rất nhiều cho các KTS, kỹ sư trong việc biến những điều không thể thành có thể và đã được chứng minh là tối ưu hóa tài nguyên, cải thiện độ chính xác và tăng khả năng kiểm soát quy trình. Bài viết trên đây cho thấy Vật liệu gỗ là một minh chứng rõ ràng cho điều đó.