ホワイトアーキテクターは、積み上げられた一連のプレハブ ホテル ユニットと交差集成木材 (CLT) のコアを利用して、スウェーデン北部で世界で最も高い木造建築物の 1 つを実現しました。 CLT 技術の最近の発展によって補完された地域の森林産業の建設知識は、革新的な高層構造を設計する上で重要な役割を果たしました。
シェレフテオ市は、この地域の木材産業と鉱業の近くに位置しています。 サラ文化センタープロジェクト。シュミッツは、2016 年の公開コンペに提出されたマス ティンバーのコンプレックスの 30,000 平方メートルの提案の構想に関与しました。いわば、立っている場所を掘るのです。」
この公共プロジェクトは 2021 年に完成し、芸術、パフォーマンス、文学の会場となっています。この複合施設には、市の成長する観光産業をサポートし、 Skellefteåの自治体に収入源を提供する新しいホテル タワーも含まれています。
Arkitekter のストックホルム オフィスで働くSchmitz と彼のチームは、地域の森林の供給、地元の製材所へのアクセス、および木材建設に精通した加工業者へのアクセスにより、木造構造のプロジェクトを追求することを選択しました。 「ストックホルム出身なので、 20 階建てのホテルはそれほど高くはありませんでした」と Schmitz 氏は言います。 「しかし、当時スウェーデンで最も高い木造建築物の 8 階建ての高さを 2 倍以上にすることになりました。」 Schmitz 氏によると、 Skellefteå市は主に低層の建物で構成されており、建物の高さに地域的な制限はありません。
このコンペティションは、6 週間にわたる集中的な回路図設計作業で構成され、その間、CLT はプログラムにとって理想的なソリューションのように見えました。 「しかし、勝ったときは、実際には CLT の不足を少し恐れていました」と Schmitz 氏は言います。限られた生産量の小さな地元の CLT 工場だけが存在しました。このプロジェクトでは、別のハイブリッド木材コンクリートの提案も検討されましたが、最終的には、請負業者が契約を結んだ後、建物構造全体を木材で製造する方が効率的でした。選択された CLT 工場は、プロジェクトの需要を満たすために、設計プロセス中に生産能力を最終的に拡大しました。
CLT 対集成材
CLT は、2 方向の構造的剛性を実現するために、各層が隣接する層に対して垂直に配置された複数の無垢製材の層をかんな、接着、およびプレスするプロセスを通じて製造される構造用加工木材製品です。強化合板のように、CLT パネルは積層され、使用される層の数に基づいて厚さが変化します。現在、大衆市場で入手可能で使用されているにもかかわらず、CLT は比較的新しい製品であり、 2000 年代初頭にヨーロッパで注目を集め、その後北米で注目を集めました。建設における CLT の使用に関する基準は、2015 年に初めて国際建築基準に組み込まれました。
CLT を集成材 (集成材) と混同しないでください。集成材は、すべての集成材が同じ方向に向けられている別の一般的なマス ティンバー製品タイプです。どちらの製品も本質的に構造的ですが、CLT は通常、壁や床などの表面要素を構築するために使用されます。一方、集成材は通常、垂木、梁、柱などの耐荷重フレームに使用されます。集成材製品は以前に開発され、20 世紀初頭からヨーロッパの建設で広く使用されていました。
White Arkitekter は、ノルウェーを拠点とする構造エンジニアのFlorian Koscheと協力して、プロジェクト用に 2 つの異なる木造建築システムを開発しました。1 つは文化センターの表彰台用、もう 1 つは高層ホテル用です。高さ 75 メートル、20 階建てのタワーは、2 つのエレベーター コアの間にプレハブの CLT モジュールを積み重ねて構成されており、これもすべて CLT で作られています。建物の低層部分は集成材で作られた柱と梁を備えた木造フレームで構成され、コアと耐力壁は CLT を利用してタワーからの荷重を再分散するのに役立ちます。
CLTと持続可能な建設
CLT は、木から切り出された木材を使用した再生可能な素材で、成長中に大気から炭素を自然に除去します。そして、一見すべてのマス ティンバー製品と同様に、CLT は、具体化された二酸化炭素排出量が少ないこともあり、ますます人気のある建築材料になりつつあります。 CLT の利用可能性により、経済的に言えば、一部の国ではコンクリートや鉄鋼と公正に競争できるようになっていますが、他の多くの国ではまだ手が届かないままです。 CLT は、海外から購入して発送する必要があります。具現化されたカーボンチップ CLT が、コンクリートやスチールよりも経済的であるという側面で将来課税される可能性があるかどうかは、時が経てばわかります。
CLT は通常、カラマツ、マツ、またはトウヒから作られ、持続可能な素材としての実行可能性を保証するために、特定の規制された方法で収穫する必要があります。要件には、伐採された木の代わりに森林から調達された木材を使用し、長い成長期間を維持することが含まれます。シュミッツ氏によると、サラ文化センターのすべての木材は、プロジェクト サイトから半径 120 キロメートル以内で地元で調達された FSC 認証を受けたトウヒです。
CLTの利点
再生可能で環境に優しいことに加えて、CLT パネルは他の多くの方法で建築プロジェクトに利益をもたらします。輸送前に完全に組み立てられるため、現場での切断やサイジングが不要なため、建設時間が短縮されます。製品の設計も柔軟で、パネルは壁、床、屋根の必要に応じてさまざまなサイズにすることができます。
CLT の材料特性により、パネルは気密性と断熱性を備えています。 CLT は軽量でもあり、構造要素として使用でき、特定の耐火定格を満たすことができます。スウェーデンの消防法の法律は、材料に固有のものではなく、性能を測定します。かなりの数の木造建築に取り組んできた White Arkitekter は、その経験から、これらの性能要件を満たすために、サラ文化センターで使用されるマス ティンバーの多くを詳細に説明することができました。
革新的な高層構造システム
サラ カルチュラル センターのプログラムでは、スパン、柔軟性、音響、負荷を処理するためのいくつかの革新的なソリューションが必要でした。このプロジェクトには柔軟なオープン 1 階が必要であり、タワー構造は本質的に高床式のように設計されました。正面玄関にある 3 階建ての空洞の上には、ハイブリッド スチール トラスが上から荷重を伝達するプラント ルームのあるテクニカル フロアがあります。
高層ビルは 2 つのコアで構成され、プランの両端に 1 つずつあり、その間に 13 レベルのプレハブ ホテル モジュールが中央の回廊を中心に対称的に積み上げられています。ファサードと廊下の重量も支えるモジュールの積み重ねられた性質により、従来のスラブや柱はほとんどありません。タワーは、1 日あたり約 0.5 フロアの速度で、漸進的な 16 メートルの垂直セクションで構築され、安定化されました。このアプローチは、CLT コンポーネントが天候にさらされる時間を最小限に抑えるのに役立ちました。
Schmitz 氏によると、構造上の課題の 1 つは、タワーの安定性要件を満たすことでした。 「CLT は軽量であるため、建物に剛性が必要でした」と彼は言います。これは、モジュールの 4 つのコーナー内に支柱を統合することと、各モジュールを隣接するモジュールに結び付け、一種の構造格子を形成する 4 つのスチール製ブラケットを統合することによって、部分的に解決されました。最上階の 2 つのフロアにあるコンクリート スラブはダンパーとして機能し、重量を増やし、風荷重による建物の加速を遅くします。
もう 1 つの課題は、建物の高さ (約 10 cm) での木材の収縮を考慮した設計でした。最終的に重要だったのは、すべての建物の構造コンポーネントを木材で構築して、収縮が一定になるようにすることでした。 「これは、ハイブリッド構造ではより困難であり、床の高さの違いが必要でした」と Schmitz 氏は言います。
全体的なシンプルさを実現するには、一貫した寸法が重要でした。その結果、モジュールはほぼすべて過度に設計されています。各モジュールは、その上に積み重ねられたモジュールの負荷を受けますが、モジュールが上層部で薄くなったり軽くなったりすることはありません。 Schmitz 氏によると、分析の結果、さまざまなモジュール サイズの材料を減らしてコストを削減しても、エンジニアリングと建設の複雑さが増すことに伴うコストを上回っていないことがわかりました。
プレハブモジュール
設備、仕上げが工場で組み立てられています。ユニットには、耐候性を持たせるためのガラス製ファサードの内層も含まれていました。次に、パフォーマンスを向上させるための2番目の外皮が現場で組み立てられました。各モジュールは、スリーピングユニットに対するスウェーデンの厳しい音響および火災要件を満たすために断熱材で包まれた10センチメートルのCLTで構成されています。音響性能を向上させるために、1 つのモジュールを次のモジュールに接続する構造ブラケットは、CLT に対して偏心して設計され、モジュール間の断熱ギャップ内に配置されました。電気システムのケーブルは、モジュール間の絶縁キャビティにあります。また、配管と吸気システムの両方がユニット間で垂直に積み重ねられています。
CLT は、将来の損傷 (火災など) に備えて、余分な内部木材層を含めるために過大な寸法になっています。 「1 つの層を削り取り、それを置き換えることができます」とSchmitz 氏は言います。モジュールには、防火を強化するための冗長スプリンクラーシステムも装備されています。
モジュールは全体として3.6 メートルのグリッドに従って設計されており、輸送用に 2 台を 1 台のトラックに収めることができます。現場に到着すると、モジュールはクレーンで所定の位置に持ち上げられました。生産と組み立てのプロセス全体は地域で行われ、現場から 60 キロ離れた場所にある製材所が地元のモジュール製造業者であるDeromeに木材を供給していました。
ナチュラルな仕上がりの室内環境
ホテルユニットのインテリアは、シンプルでナチュラルで上質な仕上げが特徴で、温かみがあります。むき出しの CLT の天井と壁は、小さなシャレーに見られるかもしれない雰囲気を空間に与えます。 1 つの大きなガラス張りの窓からは、各ユニットから周囲の街の素晴らしい景色を眺めることができます。
シュミッツ氏によると、市場には 3 グレードの CLT スプルース仕上げがあり、経済性と品質のバランスを取るために中間グレードが選択されました。結果として生じるむき出しの木材仕上げは、ノットの制限と一致しています。ユニットの長さにより、見た目の壁や天井に木材の継ぎ目が必要ありませんでした。
仕上げ層は紙やすりで磨かれ、難燃性の白い顔料入りシーラントで塗装されました。シュミッツ氏によると、塗料はほとんど目立たず、木材の自然な生々しさを損なうことはありません。 「ユニット内の木のようなにおいがします」とシュミッツは言います。 「それは少し薄れてきましたが、最初は良い意味で製材所に入るようなものでした。」
