Độc đáo tòa tháp hình xoắn ốc được làm từ gỗ đầu tiên trên thế giới, không cong vênh, bền chắc không kém bê tông

Độ ẩm không khí thường là khắc tinh của gỗ, đặc biệt khi sử dụng nó cho mục đích xây dựng. Nguyên nhân bởi độ ẩm sẽ làm cho gỗ dễ bị nứt, cong vênh sau khi khô. Cấu tạo của gỗ cũng khiến loại vật liệu này khó áp dụng để xây dựng các công trình mang tính toàn vẹn cấu trúc.

Tuy nhiên một nhóm các nhà nghiên cứu ở Đức đã có thể làm được điều này khi chế tạo thành công một tòa tháp hình xoắn ốc và được làm hoàn toàn bằng gỗ.

Để làm được tòa tháp có tên Urbach này, nhóm nghiên cứu đã loại bỏ độ ẩm của gỗ bằng cách sấy khô gỗ trong lò nung hoặc máy sưởi. Lẽ dĩ nhiên, việc loại bỏ độ ẩm trong gỗ bằng nhiệt độ có thể khiến nó bị biến dạng nhưng về lâu dài, tính ổn định của nó được gia tăng đáng kể.

Theo nhóm nghiên cứu tại Viện Thiết kế và Xây dựng tính toán thuộc Đại học Stuttgart, Đức đồng thời là chủ nhân của ý tưởng tòa tháp trên đang nỗ lực khám phá thêm những cách khác nhau để "lập trình" cho gỗ có thể biến đổi theo hình dạng mong muốn, giống như cách người ta lập trình robot di chuyển theo các động tác cụ thể.

Tiến sỹ Dylan Wood giải thích: "Bằng cách mô hình hóa kỹ thuật số các biến dạng xảy ra trong quá trình sấy, chúng ta có thể sắp xếp gỗ trước khi sấy để tạo ra được các biến dạng cụ thể. Cụ thể, chúng tôi chế tạo các tấm gỗ hai mặt phẳng trong khi gỗ vẫn có độ ẩm tương đối cao. Các tấm gỗ được sấy khô bằng cách sử dụng quy trình sấy công nghiệp. Độ dày và sự thay đổi độ ẩm trong quá trình sấy là những thông số có thể ảnh hưởng đến độ cong của gỗ".

Được biết tòa tháp Urbach là cấu trúc đầu tiên trên thế giới sử dụng các bộ phận có hình dạng tự nhiên. Ban đầu họ sử dụng hai lớp gỗ với độ ẩm 22%. Sau đó họ sấy khô cho tới khi độ ẩm trong gỗ chỉ còn 12% và đủ để đáp ứng tiêu chuẩn xây dựng công trình. Kết thúc quá trình sấy khô và uốn cong, hai lớp được xếp chồng lên nhau va dán lại.

Các tấm gỗ dán nhiều lớp sau đó được vận chuyển bằng xe tải tới Remstal Gartenschau 2019, một triển lãm vườn ở thành phố Schorndorf, Đức Tại đây, một nhóm gồm 4 thợ tiến hành lắp ráp các tấm gỗ dán thành hình tòa tháp cao 14 mét. Trong đó phần mái nhà và phần thân dưới được làm hở.

Bao quanh thân nhà được bảo vệ bằng lớp gỗ thông và có trang bị các cảm biến theo dõi độ ẩm để phát hiện sớm các hiện tượng cong vênh.

Mặc dù Wood và các đồng nghiệp sử dụng loại ván gỗ Sitka Spruce có nguồn gốc từ Thụy Sỹ nhưng theo ông, về mặt lý thuyết mọi loại gỗ đều có thể làm được tòa tháp vì tất cả gỗ đều có đặc tính co lại và nở ra.

Tòa tháp Urbach là bằng chứng về một dạng kiến trúc tự định hình và biến gỗ trở thành một vật liệu hấp dẫn trong nhiều dự án và công trình xây dựng trong tương lai.

Gỗ không chỉ bền vững ngang ngửa bê tông hoặc thép mà đặc tính của nó còn cho phép chúng ta có thể thay đổi hình dạng của nó theo mong muốn, làm giảm chi phí máy móc và nhân công. Trong tương lai những mảnh gỗ dán nhiều lớp này có thể là sự lựa chọn khả thi nhất khi xây dựng các vị trí chịu tải trên tường hoặc cấu trúc mái dài. Thậm chí theo Wood, công nghệ xử lý gỗ này có thể biến gỗ trở thành một thứ vật liệu đa năng, vượt ngoài khuôn khổ xây dựng.

Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm hiểu các cách sử dụng gỗ và kết hợp với công nghệ in 3D. Họ kỳ vọng có thể áp dụng công nghệ này trong xây dựng mặt tiền, mái nhà hay chế tạo các bộ quần áo có thể thoát hơi khi bạn đổ mồ hôi và bịt kín lại khi bạn cảm thấy lạnh.

Một số hình ảnh về tòa tháp làm bằng gỗ:

Tham khảo Newatlas